新型水热法制备高醛基氧化纤维素固定化脲酶：性能对比与表征

本文主要探讨了2014年郭明、燕冰宇和杨萍在《高校化学工程学报》上发表的一篇关于新型方法制备固定化脲酶基质材料及其性能的研究论文。研究的核心是利用微晶纤维素(Microcrystalline Cellulose, MCC)作为原料，通过创新的水热氧化技术来合成双醛纤维素(Dialdehyde Cellulose, DAC)，作为固定化脲酶的载体。该工作旨在提高固定化脲酶的稳定性、活性和重复利用率。 文章首先通过红外光谱(IR)对产物的官能团结构进行了详细分析，以确认新型水热氧化反应的成功进行，生成了高醛基含量的氧化纤维素。这种材料具有特殊的化学结构，有利于后续的酶固定过程。固体核磁共振(CP/MAS 13C NMR)和X-射线衍射(XRD)技术进一步证实了纤维素的晶体结构和多孔性，扫描电镜(SEM)则展示了材料的微观形态特征。 接着，研究人员对所制备的纤维素基质固定化脲酶进行了酶学性能测试，包括酶活力、Km值、底物亲和力和稳定性等关键参数。实验结果显示，相比于交联壳聚糖和双醛淀粉固载的脲酶，采用氧化纤维素作为载体的固定化脲酶具有更低的Km值（0.0108 mol·L^-1），这意味着它对尿素的结合能力更强，且在pH 5.0-9.0的宽泛范围内表现出良好的酶活性稳定性。这表明新型载体材料提高了酶的实用性和耐受性。 作者们还构建了酶学性能的理论模型，以定量描述固定化脲酶的行为，这有助于更好地理解和优化固定化过程。论文的关键发现强调了新型水热氧化法在制备高效固定化脲酶载体材料方面的潜力，这对于工业生产和环境应用中的生物酶催化过程具有实际意义。 这篇论文不仅提供了制备固定化脲酶的新途径，而且通过对比分析，突出了其在性能上的优势，为相关领域的酶工程技术研究和发展提供了有价值的数据支持和理论依据。