Sinteza in karakterizacija nekaterih mikro- in nanonosilcev za imobilizacijo encimov : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2015

cellulase   celulaza   chitosan   cross-linked enzyme aggregates   Disertacije   Encimi   enzyme immobilization   hitozan   holesterol oksidaza   holesterol oxidase   Imobilizacija   imobilizacija encimov   magnetic nanoparticles   magnetni nanodelci   Nanodelci   zamreženi encimski skupki

Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo

Doktorska disertacija je razdeljena na dva sklopa, v katerih smo razširili dosedanje raziskave na področju priprave magnetnih nanodelcev, njihove funkcionalizacije in imobilizacije encimov na tako pripravljene mikro- in nanonosilce. Osrednji cilj disertacije je priprava magnetnih nanodelcev z metodo obarjanja ali koprecipitacije železovih (II) in železovih (III) ionov v alkalnem mediju, funkcionaliziranih s hitozanom po treh različnih metodah; metodi mikroemulzije, suspenzijske zamreževalne tehnike in kovalentne vezave. Podrobna karakterizacija tako pripravljenih nosilcev je bila izvedena s pomočjo presevne elektronske mikroskopije, vrstične elektronske mikroskopije, rentgenske praškovne difrakcije, z dinamičnim sipanjem laserske svetlobe, laserskim granulometrom in merjenjem specifične magnetizacije. Tako smo opazovali morfologijo in lastnosti magnetnih nosilcev. Površinsko funkcionalizacijo s hitozanom za doseganje višje funkcionalnosti smo potrdili s pomočjo energijskodisperzijske spektroskopije, termične analize, potenciometrične titracije in s Fourierevo transformacijo. Z mikrobiološkim testiranjem je bil določen vpliv magnetnih mikro- in nanonosilcev na rast mikrobnih kultur. Nadalje smo magnetne mikro- in nanodelce, prevlečene s plastjo hitozana, uporabili kot nosilce za imobilizacijo holesterol oksidaze (EC 1.1.3.6). S spreminjanjem različnih pogojev, kot so koncentracija encima, koncentracija in vrsta mrežnega povezovalca glutaraldehida ali pentaetilen heksamina ter hitrost stresanja, smo ugotovili, kako se spreminja učinkovitost imobilizacije encima ter kolikšen delež aktivnosti se pri tem ohrani v primerjavi s prostim encimom. Aktivnost imobilizirane holesterol oksidaze smo določili z reakcijo oksidacije holesterola. Optimalni reakcijski pogoji imobilizacije holesterol oksidaze na magnetne mikro- in nanonosilce so bili doseženi pri koncentraciji encima 1 mg/mL ob uporabi 0,02 M pentaetilenheksamina kot mrežnega povezovalca. Aktivnost imobilizirane holesterol oksidaze pri optimalnih reakcijskih pogojih je bila 79,03 %. Prav tako je bila stabilnost imobilizirane holesterol oksidaze pri ponovni uporabi dobra. V drugem sklopu je opisana priprava zamreženih encimskih skupkov iz encima celulaze (EC 3.2.1.4). Postopek priprave zamreženih encimskih skupkov vključuje dva pomembna koraka, in sicer obarjanje encima z dodatkom obarjalnega reagenta in zamreženje encimskih molekul z glutaraldehidom. Optimalni reakcijski pogoji sinteze zamreženih encimskih skupkov so bili doseženi pri koncentraciji glutaraldehida 0,0625 % (v/v) in uporabi etanola kot obarjalnega reagenta. Aktivnost imobilizirane celulaze v obliki zamreženih encimskih skupkov smo določili z reakcijo hidrolize celuloze. Aktivnost imobilizirane celulaze v obliki zamreženih encimskih skupkov pri optimalnih reakcijskih pogojih je bila 93,95 %. Prav tako je bila stabilnost imobilizirane celulaze pri ponovni uporabi dobra.

07.08.2023