阐述纺丝PA6/PVA复合纳米纤维制备及其固定化酶

论文导读：要：静电纺丝的原理是使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动与变形,然后经溶剂蒸发或熔体冷却而固化,于是得到纤维状物质。静电纺纤维制品主要呈无纺布状,具有极大的比表面积,以及优良的力学性能和热电传导性,在过滤防护材料、增强复合材料、生物医学如药物释放等方面有广阔的运用前景。现在,静电纺丝已成为制备超细纤维和
摘要：静电纺丝的原理是使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动与变形,然后经溶剂蒸发或熔体冷却而固化,于是得到纤维状物质。静电纺纤维制品主要呈无纺布状,具有极大的比表面积,以及优良的力学性能和热电传导性,在过滤防护材料、增强复合材料、生物医学如药物释放等方面有广阔的运用前景。现在,静电纺丝已成为制备超细纤维和纳米级纤维的重要策略。酶分子的高级结构对外界因素非常敏感,如对热、强酸、强碱、有机溶剂等不够稳定,而且,以反应系统中回收自由酶较为困难,易造成产物污染使得产物提纯困难,以而大大提升了生产成本等。酶的固定化能在一定程度上解决上面陈述的不足。与自由酶相比,固定化酶的稳定性增加、可以反复利用、易与反应物分开,有利于产物的分离纯化,以而提升产品质量。固定化酶在生物医学、生物工程、环境保护等领域中具有广阔的探讨和运用前景。构建性能优良的载体往往是酶固定化成功与否的关键。本课题以甲酸为溶剂,用静电纺丝法制备PA6/PVA复合纳米纤维膜,并将其用作酶的固定化载体。通过对PA6/PVA混纺比及纺丝工艺参数的调节制备出了形态良好的PA6/PVA复合纳米纤维膜,采取红外光谱和表面张力仪对其相容性和亲水性进行表征和浅析,并采取扫描电镜对纳米纤维膜的形貌进行浅析。采取环氧氯丙烷法活化纳米纤维膜,用共价结合法固定纤维素酶,并探讨了酶固定化条件对固定化酶活性的影响。最后对自由酶和固定化酶的酶学性质进行比较。结论如下：(1)在纺丝电压为19kv、纺丝距离为20cm、丝液流量为0.2ml/h的条件下,PA6与PVA的最佳混纺比为12%：4%。在此混纺比下,纤维具有良好的形貌。PA6和PVA是一对相容性良好的高聚物。PA6/PVA复合纳米纤维相对于纯PA6、PVA纳米纤维来说,其成膜性和亲水性得到了改善,有效地克服了PVA纯纺纳米纤维在水溶液系统中过度溶胀的不足,具有良好的形态稳定性。(2)采取的活化条件为：以NaOH和二甲亚砜DMSO为混合溶剂,活化温度为60℃,活化时间为4h,pH值为10,NaOH浓度为1.0mol/L。在此条件下活化纳米纤维膜材料。当加酶量为15mL、pH值为4.0及偶联时间为5h时,固定化酶比活力均达到最大。(3)固定化酶最适反应温度为65℃、最适反应pH值为4.0,米氏常数Km为0.7301mmol/L,最大反应速率Vmax为0.4529μmol/min,而自由酶的米氏常数Km为0.4592mmol/L,最大反应速率Vmax为0.5045μmol/min,说明酶被固定后其与底物的亲和力变弱,酶活性降低。固定化酶的热稳定性、重复利用稳定性和贮藏稳定性均得到提升。关键词：静电纺丝论文酶固定化论文纳米纤维论文PA6/PVA论文纤维素酶论文
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ABSTRACT7-11
目录11-14
第1章 绪论14-26

1.1 静电纺纳米纤维14-18

1.1 纳米纤维的定义14-15

1.2 静电纺丝技术15-18

1.2.1 静电纺丝原理15-16

1.2.2 静电纺丝的影响因素16

1.2.3 静电纺丝的国内外探讨近况16-18

1.2.3.1 国外探讨近况16-17

1.2.3.2 国内探讨近况17-18

1.2.4 静电纺纳米纤维的运用18

1.2 酶的固定化技术18-24

1.2.1 固定化酶的探讨作用19

1.2.2 酶的固定化策略19-21

1.2.2.1 吸附法19

1.2.2.2 共价结合法19-20

1.2.2.3 包埋法20

1.2.2.4 微囊化法20

1.2.2.5 交联法20-21

1.2.3 酶的固定化载体21-23

1.2.3.1 天然有机载体材料21-22

1.2.3.2 无机载体材料22

1.2.3.3 合成聚合物载体材料22-23

1.2.4 固定化酶的国内外探讨近况23-24

1.3 本课题选题的作用及主要探讨内容24-26

1.3.1 选题的作用24-25

1.3.2 主要探讨内容25-26

第2章 PA6/PVA复合纳米纤维的制备及性能探讨26-35

2.1 实验部分26-27

2.

1.1 实验原料26

2.

1.2 实验仪器26-27

2.

1.3 实验策略27

2.

1.3.1 PA6/PVA复合纺丝液的制备27

2.

1.3.2 静电纺PA6/PVA复合纳米纤维的制备27

2.

1.3.3 溶液性质测定和纳米纤维结构表征27

2.2 结果与讨论27-34

2.1 PA6/PVA共混溶液浓度对纤维形态的影响27-29

2.2.

1.1 PA6/PVA共混纺丝液性质浅析27-28

2.2.

1.2 扫描电镜浅析28-29

2.2.2 纺丝论文导读：
电压对纤维形态的影响29-30

2.3 喷丝头到接收屏的垂直距离C-SD对纤维形态的影响30-31

2.4 FTIR浅析31-32

2.5 PA6/PVA复合纳米纤维膜亲水性浅析32-33

2.6 纯纺和混纺纳米纤维在水中的形态稳定性浅析33-34

2.3 本章小结34-35

第3章 纤维素酶固定化策略的探讨35-46

3.1 实验部分35-43

3.

1.1 实验原料35-36

3.

1.2 实验仪器36

3.

1.3 试剂(均为浅析纯)36-37

3.

1.4 实验策略37-43

3.

1.4.1 实验原理37

3.

1.4.2 环氧氯丙烷法活化膜材料37-38

3.

1.4.3 酶的固定化38

3.

1.4.4 酶活力的测定38-41

3.

1.4.4.1 标准曲线的建立39-40

3.

1.4.4.2 酶活力测定策略40

3.

1.4.4.3 酶活力的计算40-41

3.

1.4.5 蛋白载量的测定41-43

3.

1.4.5.1 标准曲线的建立41-42

3.

1.4.5.2 蛋白质测定策略42

3.

1.4.5.3 固定化酶蛋白载量的计算42-43

3.2 结果与讨论43-45
3.

2.1 加酶量对固定化酶的影响43-44

3.

2.2 pH值对固定化酶的影响44

3.

2.3 偶联时间对固定化酶的影响44-45

3.3 本章小结45-46
第4章 固定化纤维素酶性质的探讨46-56

4.1 实验部分46-49

4.

1.1 实验仪器46

4.

1.2 实验策略46-49

4.

1.2.1 反应温度对酶的影响46

4.

1.2.2 反应pH值对酶的影响46-47

4.

1.2.3 动力学浅析47-48

4.

1.2.3.1 酶促反应动力学原理47-48

4.

1.2.3.2 米氏常数的测定48

4.

1.2.4 热稳定性探讨48-49

4.

1.2.5 固定化纤维素酶重复利用稳定性探讨49

4.

1.2.6 贮藏稳定性探讨49

4.2 结果与讨论49-55
4.

2.1 固定化纤维素酶、自由酶最适反应温度49-50

4.

2.2 固定化纤维素酶、自由酶最适反应pH值50-52

4.

2.3 固定化纤维素酶、自由酶的米氏常数52-53

4.

2.4 固定化纤维素酶、自由酶热稳定性53

4.

2.5 固定化纤维素酶重复利用稳定性53-54

4.

2.6 固定化纤维素酶、自由酶贮存稳定性54-55

4.3 本章小结55-56
第5章 总结56-58

5.1 结论56-57

5.2 不足与展望57-58

参考文献58-61
在校期间发表论文、获奖及科研情况61-62
致谢62