新型多孔金属化交联溶菌酶晶体的制备及其性能研究

利用四方晶型交联溶菌酶晶体特殊的孔道结构，通过采用不同的负载、还原手段，在晶体孔道中形成具有纳米等离子效应的规则、有序的金属纳米线；通过透射电镜观测孔道中金属纳米线的存在状态、分布及尺寸大小，研究其对复合晶体结构及性能的影响，从而为负载其它客体材料提供了理论基础及实验依据；将研究该金属化复合交联溶菌酶晶体对亚甲基蓝光催化降解的性能，建立复合晶体性能与各项反应条件之间的联系；通过对金属化复合晶体形成过程的研究，揭示其形成机理，进而实现对孔道中金属纳米线的可控。本研究的意义在于提出了一种全新、有效的制备具有纳米等离子效应的金属化复合多孔交联溶菌酶晶体的方法，该思路还能扩展到其它类型蛋白酶晶体中，为设计和制备具有优良应用性能的复合晶体材料奠定基础，必将大大促进复合蛋白酶晶体材料在我国生物材料应用方面的研究。

在分子筛、活性碳、氧化铝等多孔材料的孔道中负载客体材料是本领域的研究热点之一，良好的多孔结构及反应活性使它们在催化、吸附、分离等方面有较好的应用。然而，随着材料、生物等领域的发展，这些多孔材料不能完全满足现在的需求，主要原因在于：它们的孔径、比表面积由于较高的水热稳定性较难调控；孔道有限的六方、立方等结构也限定了其应用范围；大多回收再利用困难，循环使用周期短。而交联蛋白酶晶体的出现，则为多孔材料在材料、生物领域的进一步发展提供了一种新的选择。蛋白酶晶体含有贯穿整个晶体且占据其体积30-65%的三维有序孔道结构。交联技术出现后，其三维有序多孔结构不但得到稳固，而且其活性、形貌、尺寸大小依然保持，从而方便了客体材料在其孔道内部的运输及单分散存在。.本项目中，我们已经利用四方晶型交联溶菌酶晶体特殊的孔道结构，通过采用最优化的负载、还原手段，在晶体孔道中形成了具有纳米等离子效应的规则、有序的金属纳米线；并通过透射电镜观测了孔道中金属纳米线的存在状态、分布及尺寸大小，研究了其对复合晶体结构及性能的影响，从而为负载其它客体材料提供了理论基础及实验依据；还初步研究了该金属化复合交联溶菌酶晶体对亚甲基蓝光催化降解的性能，建立了复合晶体性能与各项反应条件之间的联系；同时通过对金属化复合晶体形成过程的研究，揭示了其形成机理，进而实现了对孔道中金属纳米线的可控。本研究最终的意义在于提出了一种全新、有效的制备具有纳米等离子效应的金属化复合多孔交联溶菌酶晶体的方法，该思路还能扩展到其它类型蛋白酶晶体中，为设计和制备具有优良应用性能的复合晶体材料奠定基础，必将大大促进复合蛋白酶晶体材料在我国生物材料应用方面的研究。.在三年项目研究期间，共发表了7篇SCI论文，3篇EI论文，5篇中文核心，申请2项国家发明专利，主编一本教材，参编一本著作，参加了国际学术会议，并与国内外专家一直保持密切联系。先后获得创新人才支持计划－青年骨干教师资助，以及北京市优秀人才培养项目资助。现在正与国外专家进行短期学术交流，在美国西北大学Hupp教授课题组讨论合作及将要进行的后续深入的合作研究。.因此，已按照计划顺利完成本项目。