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脲酶可专一地催化尿素中C-N键的水解,产生CO2和NH3。它被广泛应用于血液、尿液和废水中尿素的检测。尿素是肾衰竭患者最主要的代谢毒素,它的清除是治疗肾衰竭患者的一大难题。利用固定化脲酶来清除血液中尿素是目前最有效的治疗方法。此外,固定化脲酶还可用来制作透析再生系统中的人工肾脏。
L-天冬酰胺酶作为治疗淋巴性白血病、恶性淋巴肿瘤的酶制剂在国内外已广泛应用于临床。由于L-天冬酰胺酶是外源蛋白,在临床应用中存在两个问题:一是酶制剂在体内易被降解,半衰期短;二是免疫原性,直接使用会引起严重的副作用,限制了该酶的使用。为了克服游离酶制剂的缺点,L-天冬酰胺酶常被其它材料或载体修饰或固定制成修饰酶或固定化酶。
在酶固定化技术中,选择应用的载体类型不同,固定化酶的酶学性质也会随之不同。本研究涉及以聚甲基丙烯酸甲酯为内核,生物可降解高分子为壳层的新型壳核结构纳米材料的合成、微观结构表征以及其作为酶固定化载体的应用研究。研究的主要结果为:
1.以痕量的叔丁基过氧化氢为引发剂,成功引发甲基丙烯酸甲酯和生物可降解的亲水性高分子(聚乙二烯亚胺、壳聚糖和酪蛋白)的接枝共聚乳液反应,使得亲水性高分子通过共价作用直接连接到聚甲基丙烯酸甲酯上面,从而形成以疏水性的聚甲基丙烯酸甲酯为内核,以亲水性高分子为外壳的在水介质中分散均匀的纳米颗粒。
2.以该类纳米材料为载体,分别固定化了脲酶和L-天冬酰胺酶。结果发现,该类材料可获得高的酶吸附量(采用共价法时可高达500mgg-1,相当于传统载体的9倍)。通过对这两种固定化酶的活性和动力学性能如pH、温度、热稳定性等详细分析,表明酶经固定化后,具有较好的酶活力保持率和较好的热稳定性,与游离酶相比其最适pH值范围和最适温度范围均有所扩宽。