摘 要：载体材料的选择对固定化酶的性能有着至关重要的影响。纳米复合材料不仅具有纳米尺寸的特性，而且可以克服单一材料的不足，在固定化酶领域引起了广泛关注。本文就目前在固定化酶领域使用的纳米复合载体分类进行了系统的阐述，重点介绍了目前在固定化酶研究领域运用较为广泛的硅基纳米复合材料、碳基纳米复合材料和纳米纤维复合材料等材料的制备方法及不同材料对酶学性能的影响，并对纳米复合材料固定化酶发展前景进行了展望。
关键词：纳米复合材料；固定化酶
1 用于酶固定化的磁性纳米载体
（如-OH、-COOH、-CHO、-NH和-SH等）可联系各种功用分子，因而在酶的固定化领域已获得必定的使用。一起磁性材料在生物医学（临床诊断、靶向药物和酶标）、细胞学（细胞符号和细胞别离等）和生物工程（酶的固定化）及别离工程等方面发展迅速。这种使用与纳米材料构造特性严密有关，如外表较滑润、单分散性好、构造疏松等。磁场能供给一种有用酶收回的方法，可经过必定的磁力效果对具有磁性的纳米载体进行收回，然后进步了商品的纯度，避免了商品的酶污染。选用磁性纳米载体进行酶的固定对酶的酶生机和稳定性、酶构造和功用、酶特异性等酶学性质有必定的进步，但在生物催化过程中需充分考虑生物催化剂的收回使用、经济效益及副商品的处置等，以达到最优固定化规划。Wang等经过共沉淀法对Fe3O4纳米粒子进行了外表不同链长度的烷基硅烷的润饰，获得改性的Fe3O4粒子，经过对脂肪酶的固定发现，固定化酶的活性及稳定性与添加烷基链的长度有关。Sachin等用新式磁性交联的CLEAs颗粒固定了α-淀粉酶，研讨发现α-淀粉酶被固定化后，其对底物的亲和力得到增强，一起也进步了酶的热稳定性和储存稳定性，即便在储存42d后仍能保持近100%的酶活成功地将腺苷脱氨酶固定在金纳米（AuNP）微粒上，并用符号检查证实了二者连接。动力学研讨标明，AuNP固定的腺苷脱氨酶仍具有较好的稳定性和催化活性。Natalia等探讨了使用聚合有聚乙二醇的Fe3O4磁性纳米粒子固定α-半乳糖苷酶的固定化效果。Hong等发如今空间位阻和静电的一起效果下，联系在外表润饰的纳米金颗粒外表的α-胰凝乳蛋白酶对带着正电荷的底物体现出很强的亲和性，一起具有较高的催化生机，而对带着负电荷的底物仅体现很低的亲和力和催化生机，对中性底物的亲和力和催化才能居中。
2 碳基纳米复合材料固定化酶研究
2.1 石墨烯纳米复合材料固定化酶
石墨烯是一种新型的二维蜂巢晶格结构、单原子厚度的碳基纳米材料，被認为是目前世界上最薄材料，其在导热率、机械强度、化学稳定性、生物相容性等方面拥有优良的属性，如今被广泛应用于各个领域，在工业应用上具有非常好的前景[37]。氧化石墨烯（GO）是石墨烯的衍生物，非常适合吸附金属氧化物纳米颗粒以及固定大量的酶。在生物领域，石墨烯及其衍生物作为一种与生物分子有强相互作用的新兴纳米材料已被运用于生物传感器的制备，如Li等[39-40]利用石墨烯量子点修饰的热解石墨烯电极及GO修饰金电极来获得灵敏度更高、选择性更强电化学传感器。
2.2 碳管纳米复合材料固定化酶
碳纳米管作为一种一维纳米材料具有良好的导电性、吸附能力强、生物相容性好等许多独特属性，随着对碳纳米管及纳米材料研究的不断深入，碳纳米管在生物技术领域也被广泛使用。Li等通过Cu2+螯合作用将GAS固定在表面接有聚酰胺-胺型树枝状高分子（PAMAM）的磁性碳纳米管上，考察了该方法固定化GAS的相关性能。结果表明酶的负载量达20.6mg·g-1，固定化酶的活性为游离酶初始活性的71.2%，经过10次循环使用后，固定化酶仍能保持84.2%初始活性，且载体再生后仍然保留着其原有优良磁分离能力、快速固定化酶能力等特性。Choi[53]将多壁碳纳米管（CNT）在全氟磺酸（Nafion）溶液中分散氧化形成CNT@Nafion纳米复合材料，并通过等离子腐蚀在其表面获得的微孔结构共价固定GOx和漆酶，其固定化效率得到明显改善。Xu等制成1-芘丁酸改性掺氮碳纳米管（PBA@NCNTs）均质纳米复合材料，用于酶的固定化和葡萄糖生物传感的研究，GOx在PBA/NCNTs表面酶负载量高达1.986mmol·cm-2。而Amatatongchai[55]将氨基功能化碳纳米管（CNT-NH2）、金纳米粒子和牛血清白蛋白组成纳米复合材料用以共价固定漆酶，并考察了该酶电极上漆酶直接电化学和生物传感性能，结果表明合成的纳米复合材料有良好的酶直接电化学活性，也保持了漆酶的生物活性，同时该生物传感器具有良好的选择性、重复使用性及稳定性。
3 结语
随着纳米材料研究的不断深入，纳米复合材料在固定化酶领域已经广为研究，并取得大量成果，尤其在硅基材料和碳基材料上研究得最为广泛。利用纳米材料得良好生物相容性、大比表面积及易于修饰的表面等特性，可以提高酶负载量和保留最大酶活，如介孔硅和石墨烯已成为实验室固定化酶的常用载体。将拥有不同特性的纳米材料复合得到新的载体，可以在继承其本身所固有优点的同时解决单一材料某些方面的缺点，如固定化效率低、分离困难、影响酶结构等。
参考文献：
[1]李刚.复合粘土/橡胶纳米复合材料的短评（2）[J].橡胶参考资料，2017（03）.
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