版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
-3-第1章导论1.1共价有机框架1.1.1共价有机框架的简介共价有机框架(COFs)是有机单体通过共价键连接起来的具有周期性结晶多孔结构的新型多孔聚合物[1]。与传统的多孔材料相比,COFs具有许多优点,使其成为酶固定化良好的固体载体。(1)孔径易于调节。由于COFs的孔径可以通过调整结构单元的长度和几何形状很容易地进行调整,因此促进了酶被嵌入到COF的孔中,并被更好的保护。(2)具有较高的比表面积和孔体积。这意味着COFs材料可以为大分子酶提供足够的空间,从而实现酶的负载。(3)孔微环境是可以被修饰的,这样就可以精确地安装功能基团COFs中的其他功能,通过安装具有光热效应的功能基团,如偶氮苯基团,我们可以很容易地将光热功能添加到COFs中。(4)生物相容性好。与MOFs不同,COFs是有机分子通过共价键形成的,所以它不会像金属离子那样在生物体系中引起毒性。由于COFs具有上述等优点,因此被广泛应用于气体的存储和分离ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Li</Author><Year>2014</Year><RecNum>2</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[2]</style></DisplayText><record><rec-number>2</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1745040838">2</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Li,Z.P.</author><author>Feng,X.</author><author>Zou,Y.C.</author><author>Zhang,Y.W.</author><author>Xia,H.</author><author>Liu,X.M.</author><author>Mu,Y.</author></authors></contributors><titles><title>A2Dazine-linkedcovalentorganicframeworkforgasstorageapplications</title><secondary-title>ChemicalCommunications</secondary-title></titles><pages>13825-13828</pages><volume>50</volume><number>89</number><dates><year>2014</year></dates><isbn>1359-7345</isbn><accession-num>WOS:000343988200046</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:000343988200046</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1039/c4cc05665e</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[2]、化学传感ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Zhang</Author><Year>2019</Year><RecNum>3</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[3]</style></DisplayText><record><rec-number>3</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1745042584">3</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Zhang,X.L.</author><author>Li,G.L.</author><author>Wu,D.</author><author>Zhang,B.</author><author>Hu,N.</author><author>Wang,H.L.</author><author>Liu,J.H.</author><author>Wu,Y.N.</author></authors></contributors><titles><title>Recentadvancesintheconstructionoffunctionalizedcovalentorganicframeworksandtheirapplicationstosensing</title><secondary-title>Biosensors&Bioelectronics</secondary-title></titles><periodical><full-title>Biosensors&Bioelectronics</full-title></periodical><volume>145</volume><dates><year>2019</year><pub-dates><date>Dec</date></pub-dates></dates><isbn>0956-5663</isbn><accession-num>WOS:000495475500002</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:000495475500002</url></related-urls></urls><custom7>111699</custom7><electronic-resource-num>10.1016/j.bios.2019.111699</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[3]、药物传输ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Mitra</Author><Year>2017</Year><RecNum>5</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[4]</style></DisplayText><record><rec-number>5</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1745042873">5</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Mitra,S.</author><author>Sasmal,H.S.</author><author>Kundu,T.</author><author>Kandambeth,S.</author><author>Math,K.</author><author>Díaz,D.D.</author><author>Banerjee,R.</author></authors></contributors><titles><title>TargetedDrugDeliveryinCovalentOrganicNanosheets(CONs)viaSequentialPostsyntheticModification</title><secondary-title>JournaloftheAmericanChemicalSociety</secondary-title></titles><pages>4513-4520</pages><volume>139</volume><number>12</number><dates><year>2017</year><pub-dates><date>Mar</date></pub-dates></dates><isbn>0002-7863</isbn><accession-num>WOS:000398247100048</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:000398247100048</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1021/jacs.7b00925</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[4]等领域。1.1.2共价有机框架的反应及成键类型共价有机框架(COFs)属于一类具有高度可设计性的晶态聚合物,它们的拓扑结构取决于构成单元的尺寸以及几何形状,这就影响到了结晶度和孔隙度,按照COFs的组装模式不同,可以分成二维和三维拓扑结构[,二维COFs一般呈现平面结构,适合用来构筑具有大比表面积的材料;三维COFs表现出更为复杂的三维网络,有利于达成更高的孔隙度和多种功能。COFs的合成过程一般采用逐步聚合机制,依靠准确控制反应条件和组分比例来塑造出高度有序的扩展晶体结构,在这个过程当中,共价键的生成和非共价相互作用的协同推动起了非常关键的作用,保证了材料的稳定性和功能,这样的设计思路既给COFs的合成带来了灵活性,又为它们在气体存储,催化以及药物释放等领域中的应用形成了根基,所以深入探究COFs的拓扑结构及其合成机制对于推进新材料的开发有着十分重要的意义。1.1.3共价有机框架的合成方法(2)离子热法离子热合成是共价有机框架(COFs)制备的新策略,该方法使用离子液体、低共熔体系或者熔融盐(如氯化锌)等高温下能够同时充当溶剂、催化剂和模板剂的特殊介质代替传统的有机溶剂,从而为COFs的制备提供不同于传统溶剂热法的新途径,被用于分子筛和配位聚合物的合成[10]。这种方法在COFs中主要用于合成三嗪环基COFs和三维离子液体模板COFs(3D-IL-COFs),但需要使用热稳定的单体和产物。以熔融氯化锌体系为例,它既作为无机熔剂替代了有机溶剂,又可以催化一些重要的成键步骤,如可逆氰基三聚等,进而指导COF骨架的形成[11]。这种方法的优点是避免了溶剂热合成中选择溶剂的问题,缩短了反应时间。但是这种方法不需要使用有毒溶剂、碱性催化剂和可溶性前体,但高温和长时间的反应会导致最终产物的结晶度差,甚至会发生部分碳化。(3)微波辅助溶剂热法微波合成是微波辅助溶剂热合成方法,可以快速的制备出结晶多孔COFs。在大多数情况下,微波合成反应产物纯度更高,反应时间更短,收率更高,它在合成有机分子方面有着巨大的优势。在密闭和非密闭反应容器中,微波合成反应速率比溶剂热法快近200倍,为快速合成COFs提供了一种快速简便的新方法。(4)机械研磨法机械研磨法是一种新兴的合成技术,它在COFs合成中有着操作简单、反应快、环境友好等优点,而且具有大规模生产的可能性,[13]不过因为合成产率低,所以现在使用它的例子还比较少,研究显示,机械研磨法已经实现了C=N键连接的二维COFs合成,依靠层间剪切力促使层间剥离,形成了超薄的二维纳米片,但是这种方法在提高材料结晶度和比表面积方面还是存在问题,研究显示,研磨的时候加入少量溶剂能明显改善反应动力学和材料结晶性,给高结晶度COFs的可控合成赋予了新的途径。(5)加热回流法2006年,Lavige团队将1,3,5-苯三硼酸与1,2,4,5-四氰基苯的混合物置于含2%甲醇的四氢呋喃(THF)溶剂体系中,通过加热回流,并在氨气氛围下反应3天,成功合成二维共价有机框架材料COF-18。基于此方法,研究团队进一步拓展合成了COF-1、COF-14和COF-16等一系列COFsADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Tilford</Author><Year>2008</Year><RecNum>23</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[14]</style></DisplayText><record><rec-number>23</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1746415287">23</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Tilford,R.W.</author><author>Mugavero,S.J.</author><author>Pellechia,P.J.</author><author>Lavigne,J.J.</author></authors></contributors><titles><title>Tailoringmicroporosityincovalentorganicframeworks</title><secondary-title>AdvancedMaterials</secondary-title></titles><periodical><full-title>AdvancedMaterials</full-title><abbr-1>Adv.Mater.</abbr-1><abbr-2>AdvMater</abbr-2></periodical><pages>2741-+</pages><volume>20</volume><number>14</number><dates><year>2008</year><pub-dates><date>Jul</date></pub-dates></dates><isbn>0935-9648</isbn><accession-num>WOS:000258164800014</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:000258164800014</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1002/adma.200800030</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[14],开创了加热回流法合成COFs材料的新纪元。(6)界面法相较于传统机械研磨法合成的不溶性、难加工粉末状COFs,界面合成策略为该领域开辟了全新高效路径。这一方法通过精确调控反应界面,可在合成COFs的同时实现材料厚度的精准控制,涵盖固液、固气、液液及液气等多元界面体系。Banerjee课题组ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Dey</Author><Year>2017</Year><RecNum>29</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[15]</style></DisplayText><record><rec-number>29</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1746417569">29</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Dey,K.</author><author>Pal,M.</author><author>Rout,K.C.</author><author>Kunjattu,H.S.</author><author>Das,A.</author><author>Mukherjee,R.</author><author>Kharul,U.K.</author><author>Banerjee,R.</author></authors></contributors><titles><title>SelectiveMolecularSeparationbylnterfaciallyCrystallizedCovalentOrganicFrameworkThinFilms</title><secondary-title>JournaloftheAmericanChemicalSociety</secondary-title></titles><pages>13083-13091</pages><volume>139</volume><number>37</number><dates><year>2017</year><pub-dates><date>Sep</date></pub-dates></dates><isbn>0002-7863</isbn><accession-num>WOS:000411659000034</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:000411659000034</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1021/jacs.7b06640</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[15]创新性地将2,4,6-三羟基苯-1,3,5-三甲醛前驱体溶解于二氯甲烷中,随后将分散于水相的二元胺/三元胺溶液缓慢滴加,利用液-液界面反应机制,在室温条件下成功制备出一系列多孔COFs薄膜。尽管该策略的产物收率有待提升,但其显著优势在于温和的反应条件,无需高温高压,为COFs的可控合成与功能化应用提供了极具潜力的新思路。(7)室温法虽然溶剂热合成属于制备COFs的经典手段,但是这种方法对高温高压环境存在依赖,从而制约了它在工业化生产中的应用潜能,于是,温和条件下的合成策略便成了推动COFs产业化进程的关键突破口,Wang课题组[16]研发出来的室温合成法颇具革新意义,他们把有机单体溶解在常规溶剂热反应惯用的溶剂体系当中,依靠醋酸来加以催化,顺利地在常温之下制得了亚胺键相连的COF-42,这个办法不需要用到高压密封设备,极大地简化了实验操作步骤,而且通过精准把控反应参数,给COFs的大规模制造赋予了很重要的技术支持,需要留意的是,当下这种室温合成法还只是被用在了C=N键相联的COFs体系上,怎样把它推广到其它键型以及更为繁杂的结构体系之中去,仍旧要展开进一步的探究工作才行。1.1.4共价有机框架的应用共价有机框架(COFs)作为一类新兴的晶态多孔有机聚合物,凭借其独特的结构与性质优势,在众多领域展现出巨大的应用潜力。在气体存储方面,武汉大学汪成教授团队设计合成了两种席夫碱连接的超高比表面微孔三维COF(3D-TFB-COF-Me/Et)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Yin</Author><Year>2024</Year><RecNum>34</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[17]</style></DisplayText><record><rec-number>34</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1746424067">34</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Yin,Y.</author><author>Zhang,Y.</author><author>Zhou,X.</author><author>Gui,B.</author><author>Wang,W.Q.</author><author>Jiang,W.T.</author><author>Zhang,Y.B.</author><author>Sun,J.L.</author><author>Wang,C.</author></authors></contributors><titles><title>Ultrahigh-surfaceareacovalentorganicframeworksformethaneadsorption</title><secondary-title>Science</secondary-title></titles><periodical><full-title>Science</full-title></periodical><pages>693-696</pages><volume>386</volume><number>6722</number><dates><year>2024</year><pub-dates><date>Nov</date></pub-dates></dates><isbn>0036-8075</isbn><accession-num>WOS:001352133200020</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:001352133200020</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1126/science.adr0936</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[17]。其具有罕见的自互锁拓扑结构,避免了常见穿插拓扑结构中的紧密堆积,具备超高的质量比表面和体积比表面以及合适的微孔孔径。甲烷吸附实验表明,在298K及100bar压力下,3D-TFB-COF-Et展现出优异的高压甲烷吸附性能,其质量吸附容量为429mg·g⁻¹,体积吸附容量达到264cm³(STP)cm⁻³,证实了COFs在能源气体储存方面的重大应用潜力,为COFs在气体存储领域的应用提供了有力支撑。在能源转换的光催化水分解制氢领域,北京大学童美萍教授团队通过一锅合成策略制备的含有噻唑键的COF-S,在光催化降解有机污染物的同时,对光催化水分解制氢也展现出一定潜力。通过调节COFs的π共轭和局部电荷极化,加速了激子解离,提升了骨架稳定性和耐久性,优化了噻唑键,增强了邻苯单元活性,降低了O₂吸附能障,提升了活性氧生成效率ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Hou</Author><Year>2024</Year><RecNum>35</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[18]</style></DisplayText><record><rec-number>35</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1746424325">35</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Hou,Y.H.</author><author>Zhou,P.</author><author>Liu,F.Y.</author><author>Tong,K.</author><author>Lu,Y.Y.</author><author>Li,Z.M.</author><author>Liang,J.L.</author><author>Tong,M.P.</author></authors></contributors><titles><title>Rigidcovalentorganicframeworkswiththiazolelinkagetoboostoxygenactivationforphotocatalyticwaterpurification</title><secondary-title>NatureCommunications</secondary-title></titles><periodical><full-title>NatureCommunications</full-title></periodical><volume>15</volume><number>1</number><dates><year>2024</year><pub-dates><date>Aug</date></pub-dates></dates><accession-num>WOS:001298967100001</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:001298967100001</url></related-urls></urls><custom7>7350</custom7><electronic-resource-num>10.1038/s41467-024-51878-6</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[18],对COF-S的光催化性能及机制进行了深入探讨。膜分离方面,清华大学王海辉教授团队提出了一种新的电泳法制备COF膜的方法[19],离子型COF纳米片在电场力的作用下,能够定向迁移并沉积在多孔基底上,形成结构规整的COF膜,在数分钟内即可制备出厚度小于100nm的超薄COF膜,解决了传统方法合成条件苛刻、时间长、后处理复杂、效率低等问题。并且由于膜的厚度超薄,内部规整的一维传质通道,合成的COF膜具有良好的渗透性以及精密的分子筛分能力,介绍了该制备方法的优势以及膜的性能特点。药物传输方面,Lotsch等人利用三嗪三苯醛和三嗪三苯胺作为构筑单元,成功合成TTI-COFs[20],这种COF有着2.4nm的超大孔道结构以及较大的比表面积,给药物负载赋予了足够空间,而且框架里的亚胺基团孤对电子凭借非共价相互作用,可以做到槲皮素的可逆吸附和可控释放,这给创建智能药物传输体系给予了更新颖的想法和材料根基。1.2酶固定化技术1.2.1酶固定化的简介酶固定化技术就是用某种物理或者化学办法,把天然的游离酶固定到载体上,这样就在一定空间范围内让酶高度集中且维持较高活性,酶是高效的生物催化剂,能在温和条件下催化各种化学反应,不过游离酶存在稳定性差,不能回收再利用等麻烦事儿,限制了它大规模工业化应用,酶固定化技术很好地解决了这些问题,大幅提升了酶的稳定性,延长了酶的寿命,而且还能把酶和反应产物分开,方便连续生产,削减生产成本,所以酶固定化技术在食品,医药,能源,环保等诸多领域有着很广的应用前景。ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>刘英语</Author><RecNum>11</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[21]</style></DisplayText><record><rec-number>11</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1745063499">11</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>刘英语,</author><author>程爱迪,</author><author>吴酉芝,</author><author>韩帅,</author><author>彭飞,</author></authors></contributors><titles><title>共固定化纳米酶的制备及其在级联催化反应中的应用研究进展</title><secondary-title>现代食品科技</secondary-title></titles><periodical><full-title>现代食品科技</full-title></periodical><pages>358-366</pages><volume>38</volume><number>11</number><keywords><keyword>多酶级联;共固定化;生物催化;纳米酶</keyword><keyword>multi-enzymecascade</keyword><keyword>co-immobilization</keyword><keyword>biocatalysis</keyword><keyword>nanoenzymes</keyword></keywords><dates></dates><publisher>现代食品科技编辑部</publisher><urls><related-urls><url>xdspkj/article/abstract/20221141</url></related-urls></urls></record></Cite></EndNote>[21]1.2.2酶固定化的方法固定化酶的制备方法有化学法、物理法、交联法和共价键结合法。物理方法有吸附法、包埋法、过滤法、沉淀法等。酶的物理固定化是通过一定的物理方法将酶直接固定在载体上,不改变酶本身的结构。物理固定化酶是一种简单有效的方法。但由于固定载体本身的传质阻力较大,不适用于某些反应。化学方法是将酶通过一定的化学方法通过化学键连接到天然或人工高分子载体的官能团上,用交联剂将酶表面的官能团与载体表面的官能团牢固结合,形成相对较大分子量的固定化酶。但由于共价键的键能较高,不易断键和去除模板分子,容易干扰分子的特异识别过程,因此有必要添加催化剂来提高识别效率ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>韩佳旭</Author><Year>2024</Year><RecNum>53</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[22]</style></DisplayText><record><rec-number>53</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1746526048">53</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>韩佳旭</author><author>王莉</author></authors></contributors><auth-address>南昌大学科学技术学院;</auth-address><titles><title>新型固定化酶技术的研究进展</title><secondary-title>江西化工</secondary-title></titles><periodical><full-title>江西化工</full-title></periodical><pages>5-8</pages><volume>40</volume><number>02</number><keywords><keyword>固定化酶</keyword><keyword>新型固定化技术</keyword><keyword>应用</keyword></keywords><dates><year>2024</year></dates><isbn>1008-3103</isbn><call-num>36-1108/TQ</call-num><urls><related-urls><url>/doi/10.14127/ki.jiangxihuagong.2024.02.030</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.14127/ki.jiangxihuagong.2024.02.030</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[22]。非共价和共价两种策略常被用以固定酶,非共价策略有吸附法,包埋法,封装法以及离子结合法,吸附法借助疏水作用,范德华力或者离子交换把酶固定到载体上,像Novozyme435(CaLB吸附在聚甲基丙烯酸酯树脂)[23]以及纺织工业里的漆酶吸附固定,包埋法就是把酶包裹在多孔材料当中,这种办法适合碱性蛋白酶和乳糖酶,不过可能会受传质限制而影响活性,把碱性蛋白酶固定到介孔硅胶和分子筛上(固定化率分别是63.5%和79.77%),然后把它当作凝乳剂用来制造乳制品,把漆酶固定在海藻酸钠微球上,用来去除水中的染料[24,25]。封装法,把酶限制在囊泡或者纳米管里头,像酪胺-海藻酸微球,用它来做酚类降解或者脂肪酶固定,不过要注意囊膜会破裂,最近,辣根过氧化物酶被包埋在酪胺-海藻酸钠微球里面,用来做废水处理中的苯酚降解,经过四个循环之后,固定化的辣根过氧化物酶还维持着大于百分之六十的活性,苯酚去除率是百分之九十六[26]。离子结合法就是用离子交换树脂,比如说DEAE-Sephadex,来固定酶,这种办法被用在氨基酸酰化酶等上面[ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Wubbolts</Author><Year>1998</Year><RecNum>44</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[27]</style></DisplayText><record><rec-number>44</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1746427886">44</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Wubbolts,M.G.</author><author>Witholt,B.</author></authors></contributors><titles><title>Selectedindustrialbiotransformations</title><secondary-title>Pseudomonas</secondary-title></titles><periodical><full-title>Pseudomonas</full-title></periodical><pages>271-329</pages><volume>10</volume><dates><year>1998</year></dates><accession-num>CCC:000077267800009</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://CCC:000077267800009</url></related-urls></urls></record></Cite></EndNote>[27]。而共价策略则是利用酶表面的天然氨基酸(如赖氨酸的氨基、半胱氨酸的巯基)与载体上的功能基团(如环氧基、氨基、羟基)形成稳定的共价键。常用的共价载体有环氧载体,多酶固定,时间较长,如Novozym435的环氧树脂固定[28];醛基载体通过希夫碱反应形成共价键,需要硼氢化钠还原,如糖醛酸琼脂糖固定青霉素酰化酶[29,30];二乙烯砜(DVS)活化法则能快速与酶表面的组氨酸或巯基形成共价键,适用于酮还原酶固定,但会增加酶的刚性[31]。总的来讲,酶的固定化方法可以分成物理法和化学法,物理法简单有效,但是受载体传质阻力的限制,化学法则依靠化学键把酶和载体连起来,这样就增强了稳定性和可控性,非共价和共价策略各有特点,非共价策略像吸附法,包埋法,封装法,离子结合法,操作比较简单,不过可能会受到传质限制和活性下降的干扰,共价策略凭借形成稳定的化学键,保证了酶的高效固定,不过在操作的时候要小心可能的干扰和酶活性的损失,不同的固定化方法在实际使用时可以根据需求来挑选,从而达到酶的高效利用和长久稳定的目的。1.2.3酶固定化的应用(1)酶催化固定化酶可用于检测各种实际样品中的葡萄糖浓度。根据模板牺牲法,Li教授等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Kandambeth</Author><Year>2015</Year><RecNum>12</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[32]</style></DisplayText><record><rec-number>12</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1745066682">12</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Kandambeth,S.</author><author>Venkatesh,V.</author><author>Shinde,D.B.</author><author>Kumari,S.</author><author>Halder,A.</author><author>Verma,S.</author><author>Banerjee,R.</author></authors></contributors><titles><title>Self-templatedchemicallystablehollowsphericalcovalentorganicframework</title><secondary-title>NatureCommunications</secondary-title></titles><periodical><full-title>NatureCommunications</full-title></periodical><volume>6</volume><dates><year>2015</year><pub-dates><date>Apr</date></pub-dates></dates><isbn>2041-1723</isbn><accession-num>WOS:000353702500026</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:000353702500026</url></related-urls></urls><custom7>6786</custom7><electronic-resource-num>10.1038/ncomms7786</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[32]合成了enzyme@ZIF-90@COF核壳结构用于快速、准确检测SARSCoV2RNA,在相同条件下,COF胶囊对活性大于原始活性85%的酶的保护效果优于活性小于原始活性一半的游离酶。COF胶囊对SARSCoV2RNA检测灵敏度高,检出限低。该传感器具有良好的选择性和重复性,在临床应用中具有可行性。(2)气体储存与分离在气体储存与分离技术中,共价有机框架材料(COFs)由于其优异的孔隙结构和可调的孔径,成为了理想的应用材料。COF具有较高的比表面积、结构的稳定性以及可定制的合成特性,尤其在储氢和气体分离方面展现了明显的优势。凭借其高孔隙度和低密度,COFs在氢气吸附过程中表现出卓越的性能。例如,Yaghi研究团队ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Tylianakis</Author><Year>2011</Year><RecNum>13</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[33]</style></DisplayText><record><rec-number>13</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1745067105">13</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Tylianakis,E.</author><author>Klontzas,E.</author><author>Froudakis,G.E.</author></authors></contributors><titles><title>Multi-scaletheoreticalinvestigationofhydrogenstorageincovalentorganicframeworks</title><secondary-title>Nanoscale</secondary-title></titles><periodical><full-title>Nanoscale</full-title></periodical><pages>856-869</pages><volume>3</volume><number>3</number><dates><year>2011</year></dates><isbn>2040-3364</isbn><accession-num>WOS:000288218300006</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:000288218300006</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1039/c0nr00505c</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[33]发现,具有中等孔径的三维COFs(如COFs102和COFs103)在不同压力和温度条件下的氢气吸附能力超过了许多二维COFs材料,其氢气吸附量分别为72.4mg·g-1和70.5mg·g-1。此外,COFs的孔壁活性位点与气体分子之间的亲和力也使得它们在气体分离和选择性吸附中具有巨大潜力。(3)光催化2014年,Lotsch研究组ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Stegbauer</Author><Year>2014</Year><RecNum>14</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[34]</style></DisplayText><record><rec-number>14</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1745069901">14</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Stegbauer,L.</author><author>Schwinghammer,K.</author><author>Lotsch,B.V.</author></authors></contributors><titles><title>Ahydrazone-basedcovalentorganicframeworkforphotocatalytichydrogenproduction</title><secondary-title>ChemicalScience</secondary-title></titles><periodical><full-title>ChemicalScience</full-title></periodical><pages>2789-2793</pages><volume>5</volume><number>7</number><dates><year>2014</year></dates><isbn>2041-6520</isbn><accession-num>WOS:000337108200024</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:000337108200024</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1039/c4sc00016a</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[34]报道了一种孔径为3.8nm的腙连接的TFPTCOF用于光催化产氢。随后,江教授及其同事ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Jin</Author><Year>2019</Year><RecNum>15</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[35]</style></DisplayText><record><rec-number>15</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1745070367">15</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Jin,Enquan</author><author>Lan,Zhian</author><author>Jiang,Qiuhong</author><author>Geng,Keyu</author><author>Li,Guosheng</author><author>Wang,Xinchen</author><author>Jiang,Donglin</author></authors></contributors><titles><title>2Dsp2Carbon-ConjugatedCovalentOrganicFrameworksforPhotocatalyticHydrogenProductionfromWater</title><secondary-title>Chem</secondary-title></titles><periodical><full-title>Chem</full-title></periodical><pages>1632-1647</pages><volume>5</volume><number>6</number><keywords><keyword>SDG7:Affordableandcleanenergy</keyword><keyword>covalentorganicframeworks</keyword><keyword>photocatalyst</keyword><keyword>hydrogenevolution</keyword><keyword>πconjugation</keyword><keyword>donor-acceptorsystem</keyword><keyword>band-gapengineering</keyword><keyword>oxygenevolution</keyword><keyword>lightharvesting</keyword><keyword>electrontransfer</keyword><keyword>excitonsplitting</keyword></keywords><dates><year>2019</year><pub-dates><date>2019/06/13/</date></pub-dates></dates><isbn>2451-9294</isbn><urls><related-urls><url>/science/article/pii/S2451929419301731</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>/10.1016/j.chempr.2019.04.015</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[35]在二维sp2碳共轭COFs的边缘引入了内置的供体-受体异质结,用于光催化产氢。2021年,陈瑶团队等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Zhao</Author><Year>2021</Year><RecNum>16</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[36]</style></DisplayText><record><rec-number>16</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1745070419">16</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Zhao,Zhengfeng</author><author>Zheng,Yunlong</author><author>Wang,Chun</author><author>Zhang,Sainan</author><author>Song,Jie</author><author>Li,Yafei</author><author>Ma,Shengqian</author><author>Cheng,Peng</author><author>Zhang,Zhenjie</author><author>Chen,Yao</author></authors></contributors><titles><title>FabricationofRobustCovalentOrganicFrameworksforEnhancedVisible-Light-DrivenH2Evolution</title><secondary-title>ACSCatalysis</secondary-title></titles><periodical><full-title>ACSCatalysis</full-title></periodical><pages>2098-2107</pages><volume>11</volume><number>4</number><dates><year>2021</year><pub-dates><date>2021/02/19</date></pub-dates></dates><publisher>AmericanChemicalSociety</publisher><urls><related-urls><url>/10.1021/acscatal.0c04820</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1021/acscatal.0c04820</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[36]以苯并噻二唑及其衍生物为电子受体,合成了一系列二维COFs用于光化学产氢。目前,光催化有机反应是合成小有机分子的一种绿色方法。Banerjee等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Bhadra</Author><Year>2019</Year><RecNum>17</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[37]</style></DisplayText><record><rec-number>17</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1745070495">17</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Bhadra,Mohitosh</author><author>Kandambeth,Sharath</author><author>Sahoo,ManojK.</author><author>Addicoat,Matthew</author><author>Balaraman,Ekambaram</author><author>Banerjee,Rahul</author></authors></contributors><titles><title>TriazineFunctionalizedPorousCovalentOrganicFrameworkforPhoto-organocatalyticE–ZIsomerizationofOlefins</title><secondary-title>JournaloftheAmericanChemicalSociety</secondary-title></titles><pages>6152-6156</pages><volume>141</volume><number>15</number><dates><year>2019</year><pub-dates><date>2019/04/17</date></pub-dates></dates><publisher>AmericanChemicalSociety</publisher><isbn>0002-7863</isbn><urls><related-urls><url>/10.1021/jacs.9b01891</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1021/jacs.9b01891</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[37]合成了一种稳定的三嗪功能化COF(TpTt),用于多相光催化,在蓝光发光二极管的照射下将反式stilbene转化为顺式stilbeneADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>潘茹</Author><Year>2023</Year><RecNum>54</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[38]</style></DisplayText><record><rec-number>54</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1746526262">54</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>潘茹</author></authors><tertiary-authors><author>王建成,</author></tertiary-authors></contributors><titles><title>含杂环氮氧化物的共价有机框架的合成及催化应用研究</title></titles><keywords><keyword>共价有机框架(COFs)</keyword><keyword>杂环氮氧化物</keyword><keyword>氧化吡啶</keyword><keyword>异相催化</keyword></keywords><dates><year>2023</year></dates><work-type>硕士</work-type><urls><related-urls><url>/doi/10.27280/ki.gsdsu.2023.001791</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.27280/ki.gsdsu.2023.001791</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[38]。(4)环境治理漆酶在废水处理和有毒化合物降解中有着广泛的应用。20世纪80年代以来,漆酶的降解能力被逐步研究和发现,其早期固定化研究主要集中于海藻酸钠包埋、壳聚糖吸附、凝胶杂化等方法,其操作稳定性和重复利用性均较低。庞仕龙ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>庞仕龙</Author><Year>2016</Year><RecNum>50</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[39]</style></DisplayText><record><rec-number>50</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t09s9ree8vpzz3eet96vp0wsvad2rrtep0er"timestamp="1746505775">50</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>庞仕龙</author></authors><tertiary-authors><author>欧阳杰,</author></tertiary-authors></contributors><titles><title>介孔金属有机骨架复合材料固定化漆酶及应用</title></titles><keywords><keyword>固定化酶</keyword><keyword>漆酶</keyword><keyword>金属有机骨架</keyword><keyword>石墨烯气凝胶</keyword><keyword>对苯二酚</keyword></keywords><dates><year>2016</year></dates><work-type>硕士</work-type><urls><related-urls><url>/kcms2/article/abstract?v=m17bUIR54SPlfswgKmrVyk2udjlB72QyXp7Qxl3S-p-MMBQovP3BmMCBFYE1cQW-t1jjTDDczd21PRjxum_2LTxejrdAbO6_yb5r3LuLTCwt2bpxRdyL4qljHV5275e9-I6ki
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 儿童文学考试题及答案
- 气切套管护理中的护理科研
- 上海现代化工职业学院《安全管理与法律法规》2025-2026学年第一学期期末试卷(A卷)
- 地形训练题库及答案高一
- 上海海洋大学《安装工程计量与计价》2025-2026学年第一学期期末试卷(B卷)
- 上海海洋大学《安全与危机管理》2025-2026学年第一学期期末试卷(B卷)
- 护理实习与带教管理
- 护理教学内容改进建议
- 柱塞泵租赁合同
- 挠骨骨折的并发症预防与护理
- 2026年湖南省政府采购评审专家考试真题含答案
- GB/T 19525-2026畜禽养殖环境质量评价技术规范
- 2026年加油站防恐应急处置方案
- 《油气输送管道工程顶管法隧道穿越设计规范》SYT 7022-2023
- 化工结晶安全技术规范
- 2025重庆国隆农业科技产业发展集团有限公司公开选聘下属子企业领导人员1人笔试参考题库附带答案详解
- 盆腔炎性疾病诊疗规范
- 港口码头运营与管理手册
- 2026年考研政治真题及答案解析(完整版)
- 环境监测工作保证承诺书(6篇)
- 2026年幼儿教师特岗考试试题
评论
0/150
提交评论