基于织物的溶胶凝胶法固定酶技术的研究

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1、东华大学博士学位论文基于织物的溶胶-凝胶法固定酶技术的研究姓名：李凤艳申请学位级别：博士专业：纺织工程指导教师：丁辛;邢彦军20080301摘要以第一部分制备的溶胶体系为基础，本论文第二部分接着研究了棉、麻、尼龙和涤纶与溶胶．凝胶涂层之间的相互作用。在这一研究过程中，首先通过直接称重法，从宏观角度测试凝胶固载量的变化；然后，将整理后织物放置在不同缓冲溶液中，测试凝胶脱附率，分析织物表面硅凝胶涂层化学稳定性能；最后，通过Brunauer-Emmet—Teller(BET)比表面积、傅立叶红外全反射(FTIT-ATR)、X一射线光电子能谱(XPS)、扫描

2、电子显微镜(SEM)和X．射线衍射(XRD)等测试手段表征并分析变化的原因。结果表明：硅溶胶主要是通过偶极．偶极以及氢键作用在织物载体上形成涂层，涤纶织物凝胶吸附量最高。棉和麻织物中的纤维素羟基与硅氧烷之间形成了一定数量的Si．O．C共价键，纤维素织物上的硅凝胶化学稳定性最好，浸泡在pn9．6的氢氧化钠．硼酸缓冲溶液中4h，织物上凝胶残余率超过50％，而涤纶和尼龙织物上凝胶残余率不足10％。涂层整理使织物表面变得粗糙，表面积增大。溶胶．凝胶处理对织物的微观结构没有影响。硅在处理后的织物表面以Si02的状态存在。论文的第三部分工作围绕着溶胶．凝胶技术在

3、棉织物载体上的木瓜蛋白酶固定化而展开。根据SEM和EDS对酶固定化前后棉织物的形貌表征和元素成分分析，木瓜蛋白酶通过溶胶．凝胶技术较好的固定在织物上。固定化木瓜蛋白酶的pH稳定范围变宽，最优pH值向碱边移动。木瓜蛋白酶通过溶胶．凝胶技术固定在织物后，具有可重复使用性能，在参与连续水解酪素反应6次后，残存活力仍超过30％的最大活力。固定化酶应用的一个典型例子就是酶反应器，国内在以织物为载体，固定化木瓜蛋白酶反应器的加工以及应用方面报道甚少。因此，本论文在接下来的进一步研究中，自行设计并制作了简单、实用的织物固定化木瓜蛋白酶反应器，具有普适性。木瓜蛋白酶

4、反应器对壳聚糖具有一定的水解作用，在连续使用4次后，壳聚糖的水解粘度下降率为3．57％。本课题关于纺织品与溶胶．凝胶涂层相互作用的研究结果，为溶胶．凝胶在纺织工业领域的进一步应用提供参考和借鉴。同时溶胶．凝胶技术在纺织品木瓜蛋白酶固定化的成功应用，不仅为纺织品固定化酶性能的改善和提高带来更大的发展空间，而且将有助于为这一领域的工作者提供新的研究路线。关键词：溶胶。凝胶，织物，酶固定化，酶反应器，木瓜蛋白酶，结合作用H缝兰堡垒盟oNTHESOL-GELTECHNIQUEFORENZYMEIMMoBILIZATIoNoNFABRICSABSTRACTTh

5、esol—gelisatechnologythatstartswithorganicmetalcompoundsorinorganiccompoundsandsolidifiesthroughasolution·-sol·-gelevolvement,finallyresultingveryfineparticlesofoxide．Themodificationoffabricsurfaceusingsol-geltechnologyhasbeenreportedtobeallencouragingapproach．Thesolandfinishin

6、gprocessarecommonfactorstobeconsideredinimprovingmodificationefficiency．However,fewstudieshavebeenfocusedonthetextilefabric，whichisanotherkeyfactorgoverningtheadhesionofsilicacoatingpreparedbysol—geltechnology．Therefore，itismeaningfultoinvestigatetheinteractionbetweentextilesan

7、dthesolcoating．Textilesarealsooneofthemostimportantimmobilizationcarrierstakingtheadvantagesoflowcost,performancestabilityandflexibility．Cm'rently,themethodsforenzymeimmobilizationontextilesincludechemicalmodificationandphysicaladsorption．However,thereexistsomeunavoidabledisadv

8、antagesforthesemethods．Thesol。gelchemistryoffersallacc