环氧基功能基团磁性纳米颗粒的制备及应用.doc
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环氧基功能基团磁性纳米颗粒的制备及应用,preparation and application of epoxy-functionalized magnetic nanoparticles 1.78万字39页 原创作品，已通过查重系统目录第一章引言11.1 纳米材料概述11.2 磁性纳米粒子简介21.2.1 磁性纳米粒子...
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环氧基功能基团磁性纳米颗粒的制备及应用
Preparation and application of epoxy-functionalized magnetic nanoparticles
1.78万字 39页 原创作品，已通过查重系统
目 录
第一章 引言 1
1.1 纳米材料概述 1
1.2 磁性纳米粒子简介 2
1.2.1 磁性纳米粒子的性能 3
1.2.2 磁性纳米粒子的合成方法 3
1.2.3 磁性纳米粒子的表面修饰 4
1.2.4 磁性纳米粒子的应用 5
1.3 磁性环氧基载体的研究与应用 6
1.4 生物固定化技术 7
1.4.1 常见的固定化方法 7
1.4.2 生物分子的固定化及其应用 8
1.5 本实验的研究思路 10
第二章 材料与方法 11
2.1 仪器与试剂 11
2.1.1 实验试剂 11
2.1.2 实验仪器 12
2.2 磁性纳米颗粒的制备及其表面修饰 12
2.2.1 化学共沉淀法制备Fe3O4纳米颗粒 12
2.2.2 Fe3O4@SiO2纳米颗粒的制备 12
2.2.3 环氧基修饰Fe3O4@SiO2纳米颗粒 13
2.2.4 环氧基团的密度测定 13
2.2.5 红外光谱图 13
2.2.6 透射电子显微镜表征 13
2.3 环氧基修饰的磁性纳米粒子固定化脂肪酶 13
2.3.1 脂肪酶的固定化 14
2.3.2 蛋白含量的测定 14
2.3.3 酶活性的测定 14
2.4 环氧基修饰的磁性纳米粒子固定化乙醇脱氢酶 14
2.4.1 乙醇脱氢酶的固定化 15
2.4.2 蛋白含量的测定 15
2.4.3 ADH活性的测定 15
2.4.4 固定化乙醇脱氢酶酶活力的测定 15
2.5 环氧基修饰的磁性纳米粒子固定化辅酶NAD+ 15
2.5.1辅酶NAD+的固定化 15
2.5.2 NAD+含量的测定 16
2.5.3 红外光谱分析 16
第三章 结果与讨论 17
3.1 材料性质 17
3.1.1 红外光谱图 17
3.1.2 扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征 18
3.1.3 环氧基团的密度测定 19
3.2 固定化结果分析 19
3.2.1. 蛋白含量的测定 19
3.2.2 脂肪酶活性的测定 21
3.2.3. 乙醇脱氢酶活性的测定 22
3.2.4. NAD+含量的测定 22
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
摘要 本文制备了一种具有环氧基功能基团的磁性纳米颗粒，并应用在酶等生物分子的固定化。首先，采用共沉淀法合成Fe3O4磁性纳米颗粒，再利用溶胶-凝胶法将颗粒表面包覆SiO2，最后采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（GPS）对颗粒进行表面修饰，引入环氧基团，由此可获得具有环氧基功能基团的磁性纳米颗粒。
通过傅立叶转变红外光谱仪(FTIR)，透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）等进行定性分析，确认该纳米颗粒制备成功，粒径约为10-23 nm。通过酸碱滴定法来测定颗粒表面连接的环氧基团的量，颗粒表面环氧基的密度0.275 mmol/g。然后，分别对脂肪酶、乙醇脱氢酶和辅酶NAD+进行固定化。结果表明，环氧基磁性载体对脂肪酶和乙醇脱氢酶均具有较好的固定化效果。固定化效率分别为71.25% 和92.97%，固定化酶的酶活力分别为1024 U/ml和113.26 U/ml。同时对辅酶NAD+进行了固定化，达到0.9 μmol/g。这些结果揭示了，环氧基磁性载体在生物分子的固定化领域中展示出很好的优势，具有很大的应用前景。
关键词：磁性纳米颗粒 环氧基团 乙醇脱氢酶 脂肪酶 NAD+
Preparation and application of epoxy-functionalized magnetic nanoparticles
1.78万字 39页 原创作品，已通过查重系统
目 录
第一章 引言 1
1.1 纳米材料概述 1
1.2 磁性纳米粒子简介 2
1.2.1 磁性纳米粒子的性能 3
1.2.2 磁性纳米粒子的合成方法 3
1.2.3 磁性纳米粒子的表面修饰 4
1.2.4 磁性纳米粒子的应用 5
1.3 磁性环氧基载体的研究与应用 6
1.4 生物固定化技术 7
1.4.1 常见的固定化方法 7
1.4.2 生物分子的固定化及其应用 8
1.5 本实验的研究思路 10
第二章 材料与方法 11
2.1 仪器与试剂 11
2.1.1 实验试剂 11
2.1.2 实验仪器 12
2.2 磁性纳米颗粒的制备及其表面修饰 12
2.2.1 化学共沉淀法制备Fe3O4纳米颗粒 12
2.2.2 Fe3O4@SiO2纳米颗粒的制备 12
2.2.3 环氧基修饰Fe3O4@SiO2纳米颗粒 13
2.2.4 环氧基团的密度测定 13
2.2.5 红外光谱图 13
2.2.6 透射电子显微镜表征 13
2.3 环氧基修饰的磁性纳米粒子固定化脂肪酶 13
2.3.1 脂肪酶的固定化 14
2.3.2 蛋白含量的测定 14
2.3.3 酶活性的测定 14
2.4 环氧基修饰的磁性纳米粒子固定化乙醇脱氢酶 14
2.4.1 乙醇脱氢酶的固定化 15
2.4.2 蛋白含量的测定 15
2.4.3 ADH活性的测定 15
2.4.4 固定化乙醇脱氢酶酶活力的测定 15
2.5 环氧基修饰的磁性纳米粒子固定化辅酶NAD+ 15
2.5.1辅酶NAD+的固定化 15
2.5.2 NAD+含量的测定 16
2.5.3 红外光谱分析 16
第三章 结果与讨论 17
3.1 材料性质 17
3.1.1 红外光谱图 17
3.1.2 扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征 18
3.1.3 环氧基团的密度测定 19
3.2 固定化结果分析 19
3.2.1. 蛋白含量的测定 19
3.2.2 脂肪酶活性的测定 21
3.2.3. 乙醇脱氢酶活性的测定 22
3.2.4. NAD+含量的测定 22
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
摘要 本文制备了一种具有环氧基功能基团的磁性纳米颗粒，并应用在酶等生物分子的固定化。首先，采用共沉淀法合成Fe3O4磁性纳米颗粒，再利用溶胶-凝胶法将颗粒表面包覆SiO2，最后采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（GPS）对颗粒进行表面修饰，引入环氧基团，由此可获得具有环氧基功能基团的磁性纳米颗粒。
通过傅立叶转变红外光谱仪(FTIR)，透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）等进行定性分析，确认该纳米颗粒制备成功，粒径约为10-23 nm。通过酸碱滴定法来测定颗粒表面连接的环氧基团的量，颗粒表面环氧基的密度0.275 mmol/g。然后，分别对脂肪酶、乙醇脱氢酶和辅酶NAD+进行固定化。结果表明，环氧基磁性载体对脂肪酶和乙醇脱氢酶均具有较好的固定化效果。固定化效率分别为71.25% 和92.97%，固定化酶的酶活力分别为1024 U/ml和113.26 U/ml。同时对辅酶NAD+进行了固定化，达到0.9 μmol/g。这些结果揭示了，环氧基磁性载体在生物分子的固定化领域中展示出很好的优势，具有很大的应用前景。
关键词：磁性纳米颗粒 环氧基团 乙醇脱氢酶 脂肪酶 NAD+
