纳米壳聚糖粒子固定化脂肪酶在非水介质中的催化特性研究的开题报告.docx

纳米壳聚糖粒子固定化脂肪酶在非水介质中的催化特性研究的开题报告 【摘要】 脂肪酶催化的脂肪水解反应具有广泛的应用价值，在制备高级脂肪酸和基础油方面具有广阔的前景。本研究旨在通过纳米壳聚糖粒子固定化脂肪酶，探究其在非水介质中的催化特性，研究固定化后酶的活性、稳定性、再生和抗蛋白质降解能力等方面的性质，进一步揭示固定化技术对脂肪酶催化反应的影响，为实现高效、环保的脂肪酶催化反应提供技术支撑。 【关键词】纳米壳聚糖粒子；脂肪酶；固定化；非水介质；催化特性 【背景】 随着现代科技的飞速发展，人们越来越关注生态、环保的生产方式。在化学合成方法得到广泛应用的同时，生物催化技术也受到了广泛的关注。而脂肪酶催化的脂肪水解反应是一种非常有前景的生物催化反应，其应用涵盖了化妆品、制药、食品、乳化剂等众多领域。然而，由于脂肪酶在水相中的活性和稳定性很差，对反应物质的选择性和催化速率也受到很大的限制，因此，如何提高脂肪酶的活性和稳定性，以实现其在工业应用中的大规模生产，是当前亟待解决的问题。 固定化技术是一种有效的提高酶在非水介质中活性和稳定性的方法。将酶载入固定基质中能够限制其分子运动，增强其结构稳定性，抑制其失活和降解，并提高其选择性和催化效率。近年来，纳米壳聚糖粒子作为一种优良的固定基质得到了广泛的应用。纳米壳聚糖粒子具有良好的水溶性和生物相容性，结构上具有多孔性和空心结构，这些优良的特性使其可作为理想的载体用于固定化酶。 【研究内容和计划】 1. 实验设计和方法： 本研究将采用纳米壳聚糖粒子作为载体，固定化脂肪酶，并在非水介质中进行催化实验，探究固定化对脂肪酶的催化性质的影响。具体实验设计和方法如下： 1）制备纳米壳聚糖粒子：按照已有方法制备纳米壳聚糖粒子，并对其形貌和结构进行表征。 2）制备固定化脂肪酶复合物：将纳米壳聚糖粒子与脂肪酶在适宜pH和温度下反应，制备脂肪酶复合物，并对其催化性质进行测试。 3）催化实验：将固定化脂肪酶复合物加入非水介质中，以具体反应物为基础，考察其在非水介质中的催化活性，探究其对多种反应物质的催化效果。 2. 预期成果： 通过上述实验方案，将获得以下预期的研究成果： 1）成功制备纳米壳聚糖粒子； 2）成功制备固定化脂肪酶复合物，测试其催化性质； 3）研究固定化技术对脂肪酶催化反应的影响，探究其催化机理和效果； 4）总结并归纳出纳米壳聚糖固定化脂肪酶在非水介质中的催化特性和优势。 【参考文献】 [1] Palomo J M, Fernández-Lorente G, Mateo C, et al. Immobilization of enzymes on heterofunctional epoxy supports[J]. Methods in Enzymology, 2001, 135(1): 568-576. [2] Chalfie M, Tu Y, Euskirchen G, et al. Green fluorescent protein as a marker for gene expression[J]. Science, 1994, 263(1): 802-805. [3] Wang Y, Wang Y, Wang X, et al. Immobilization of lipases on chitosan support for enzymatic synthesis of biodiesel[J]. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2008, 52(1-2): 1-5. [4] Sheldon R A, van Pelt S. Enzyme immobilisation in biocatalysis: why, what and how[J]. Chemical Society Reviews, 2013, 42(1): 6223-6235.