南京工业大学 : ​新型高效率酶固定化3D打印支架

3D打印快讯
2019
10/08
17:07
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来源:高分子科学前沿

酶具有高效催化性、底物专一性和反应条件温和等特点,现已被广泛应用于生产。然而,酶的活性容易受温度、极端酸碱性、有机试剂等影响。所以,通常采用固定化的方式对游离酶进行处理,以提高酶的稳定性及重复使用性。但传统固定化酶方法仍然存在载体价格昂贵,通用性差,不易实现固固体系的分离等问题。因此,开发一种可操作性强,固定步骤简单,成本低廉且通用的固定化载体仍是发展的主流。

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3D 打印酶固定化支架


近日,南京工业大学药学院何冰芳教授和高兵兵副教授带领硕士生叶家捷、褚天舒设计了一种基于3D打印技术的固定化酶载体支架,相关论文以“A Versatile Approach for Enzyme Immobilization Using Chemically Modified 3D-Printed Scaffolds”为题,发表在国际权威学术期刊ACS sustainable Chemistry & Engineering (影响因子6.97)上。他们利用3D打印自由设计,精确成型的特点,可制作不同的支架结构以适应反应器的需要。再通过对支架材料碳纤维支撑聚乳酸(C-PLA)进行表面改性,成功实现了青霉素G酰化酶,糖苷酶,蛋白酶及脂肪酶的固定。在催化性能及重复使用性测试中,固定化青霉素G酰化酶催化合成阿莫西林产率达到185.6mM,固定化糖苷酶催化合成乳果糖产率达到142g/L。二者在重复10个反应循环后,酶活保留率分别达到88%和92.8%。这种固定化方法,解决了传统固定化载体机械强度差,不易实现固固分离的问题,为3D打印技术与酶催化反应器相结合奠定了基础。

参考文献:
Jiajie Ye, Tianshu Chu, Jianlin Chu, Bingbing Gao*, Bingfang He*. A Versatile Approach for Enzyme Immobilization Using Chemically Modified 3D-Printed Scaffolds. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2019, DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b04980

全文详见:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.9b04980.


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