GOx@Fe_(3)O_(4)-HNTs微囊反应器的构筑及多酶级联催化性能

作     者：黄雨晴 刘妍 张宏丽 林森 孙仕勇 GOLUBEV Evgeny 吕瑞 KOTOVA Olga KOTOVA Elena HUANG Yuqing;LIU Yan;ZHANG Hongli;LIN Sen;SUN Shiyong;GOLUBEV Evgeny;LYU Rui;KOTOVA Olga;KOTOVA Elena

作者机构：西南科技大学环境与资源学院固体废物处理与资源化教育部重点实验室绵阳621010 西南科技大学非金属矿产地质及其开发利用四川省高等学校重点实验室绵阳621010 俄罗斯科学院乌拉尔分院科米科学中心地质研究所瑟克特夫卡尔167982俄罗斯 圣彼得堡国立矿业大学圣彼得堡199106俄罗斯 

出 版 物：《高等学校化学学报》 (Chemical Journal of Chinese Universities)

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      面：72-83页

核心收录：

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:42372056,42061134018) 俄罗斯科学基金(批准号:21-47-00019) 西南科技大学博士研究基金(批准号:22zx7173)资助 

主　　题：纳米酶 微囊反应器 埃洛石纳米管 葡萄糖氧化酶 级联反应 

摘      要：细胞内或细胞间的微空间使得生物体内的各种酶促反应能够高效有序地进行.基于此,本文结合天然酶-纳米酶二者的优势,构筑了一种模拟体内酶促级联反应的微囊反应器.首先,以天然硅铝酸盐矿物埃洛石纳米管(HNTs)为载体,在其表面原位生成具有类辣根过氧化物酶活性的四氧化三铁(Fe3O4);随后,将其作为囊壁材料封装天然葡萄糖氧化酶(GOx),构筑GOx@Fe3O4-HNTs微囊反应器.当向体系中加入葡萄糖时,微囊反应器内的GOx先将葡萄糖转化为葡萄糖酸和过氧化氢(H_(2)O_(2)),之后H_(2)O_(2)继续被囊壁中的Fe_(3)O_(4)催化转化为羟基自由基,触发底物3,3 ,5,5 -四甲基联苯胺(TMB)显色.其中,Fe_(3)O_(4)-HNTs作为囊壁材料不仅使囊内GOx免受外界环境干扰,还可与GOx构建级联催化反应体系,这种酶-纳米酶微囊化级联体系具有比天然酶系统更优异的催化性能和反应稳定性.此外,因磁性Fe_(3)O_(4)的参与,材料还具有可回收性和重复使用性.这种酶-纳米酶复合微囊反应器为模拟生物体内限域环境下的多酶反应体系提供了新方法,同时为后续生物分析与仿生催化领域的进一步研究奠定了基础.