静电纺丝纳米纤维固定化漆酶的研究文献综述
2020-06-04 20:31:18
文 献 综 述
一、前言
静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺,它是由聚合物溶液或者熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场的作用下,针头处球形的液滴会变成圆锥体(即”泰勒锥”),并且会从圆锥的尖端延展得到纤维细丝[1]。通过这种方式我们就可以生产出纳米级别直径的聚合物细丝。静电纺无机纳米纤维的研究目前基本处于起始阶段,无机纳米纤维在高温过滤、高效催化、生物组织工程、光电器件、航天器材等多个领域具有潜在的用途,但是,静电纺无机纳米纤维较大的脆性限制了其应用性能和范围[2],因此,开发具有柔韧性、连续性的无机纤维也是一个重要的课题。
漆酶( Laccase, EC11101312) 是一种含铜多酚氧化酶(polyphenol oxidases, PPO), 它通过获得O2催化邻对苯二酚、多酚、对苯二胺、抗坏血酸等物质的氧化, 使之生成相应的苯醌和水。1883年, 日本学者Yoshida[ 3 ]首次从日本紫胶漆树(Rhus vernicif lua) 漆液中发现一种可催化漆固化过程的蛋白质; 1894 年Bertrand 将其命名为漆酶。由于它具有相当宽泛的底物专一性和较好的稳定性,漆酶在废水处理、生物漂白、芳香化合物转化、生物传感器构建等方面具有重要应用价值[4]。目前,有许多资料也谈到了漆酶在食品加工中的应用,如漆酶在饮料加工、食药用菌生产、食品分子交联、植物食品保护等方面有重要作用[5]。固定化技术就是近年来迅速发展的一种崭新技术,把固定化技术应用到酶制剂行业是该行业生产和使用酶制剂的又一次革命。
二、静电纺丝纤维
2.1静电纺丝纤维概述
”静电纺丝”一词来源于”electrospinning”或更早一些的”electrostatic spinning”,国内一般简称为”静电纺”、”电纺”等。1934年,Formalas发明了用静电力制备聚合物纤维的实验装置并申请了专利,其专利公布了聚合物溶液如何在电极间形成射流,这是首次详细描述利用高压静电来制备纤维装置的专利,被公认为是静电纺丝技术制备纤维的开端。而纳米科技被视为未来重要前沿科技之一。对该领域的探索应用将极大丰富人们对世界的认知并给人们的生活带来变革。静电纺丝技术作为纳米技术的一小分支,能够制备出纳米级的纤维,也越来越显示出它的应用潜力。[6]
2.2静电纺丝纤维的应用
静电纺丝技术已经广泛应用在酶的固定化上面。静电纺丝纤维技术是一种简单有效的制备聚合物纳米纤维的技术,该技术在组织工程、药物控释和传感器等方面都具有着广泛的应用。采用静电纺丝技术制备得到的纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高和易于分离回收等优点,可以作为一种优良的酶固定化载体,而漆酶对于固定化载体的要求恰恰静电纺丝纤维均能够满足,所以目前在酶固定化,尤其是漆酶的固定化领域受到了广泛的关注。[7]