酶催化技术具有绿色环保、反应条件温和等优点,在多个领域有广泛应用。但是酶试剂价格昂贵,易失活,不能重复利用,限制了其在大规模生产中的应用。通过对酶的固定化,可使其易于与产物分离并回收利用,且可提高酶的稳定性,降低生产成本,为连续化的酶催化生产提供了基础。开发合适的酶固定化策略是酶催化研究的热点问题,对发展高效的生物催化技术意义重大。本论文基于可见光交联接枝聚合和模板法,设计了一种聚合微囊包埋酶的方法。论文主要研究内容和成果如下:1.利用仿生矿化技术制备了包埋酶的碳酸钙微球。以牛血清白蛋白(BSA)为模型蛋白,研究了载蛋白的碳酸钙微球形貌、蛋白质固定效率和蛋白质负载率与CaCl2、Na2CO3和蛋白质浓度的关系。在此基础上制备了包埋葡萄糖氧化酶(GOD)的碳酸钙微球。发现酶浓度在0.25-1.00 mg/mL范围内时,GOD的固定效率大于80%,包埋酶的碳酸钙微球粒径在1-2 μm之间,在pH=7条件下微球表面电位是负值(-11 mV),为后续反应提供了基础。2.基于可见光引发表面光接枝聚合和模板法制备了载酶中空微囊。首先通过静电吸附法在包埋酶的碳酸钙表面吸附上氢供体聚乙烯亚胺(PEI)和光引发剂硫杂蒽酮儿茶酚-O,O-二乙酸(TX-Ct),发现PEI和TX-Ct的吸附量在一定范围内随溶液浓度提高而增大。进而通过可见光辐照,实现了聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)在包埋酶的碳酸钙表面的交联接枝聚合,形成了包裹层。使用乙二胺四乙酸(EDTA)除去碳酸钙模板后,制备出载酶中空微囊。通过红外等测试方法,证明GOD成功包埋在微囊中,固定效率在90%以上。以葡萄糖为底物,进行酶催化反应,证明了包埋固定化后GOD的温度和pH稳定性均优于游离酶。固定化酶具有良好的操作稳定性,使用10个批次后,可保留75%的活性。3.利用上述可见光接枝活性聚合的特性,通过可见光再次辐照聚合物微囊表面的休眠种,成功实现了丙烯酸钠单体在微囊表面的接枝聚合,为进一步在微囊表面固定其他酶提供了新的反应位点。