功能化Fe3O4磁性纳米颗粒固定乙酰胆碱酯酶的催化稳定性增强与动力学评估

研究人员通过将乙酰胆碱酯酶(AChE)固定在SiO2-NH2功能化的Fe3O4磁性纳米颗粒上，显著提升了酶的稳定性和重复利用性。实验表明，固定化酶(Fe3O4@SiO2-NH2/GA/AChE)在60天储存后仍保持95.2%活性，重复使用20次后活性保留95%，为酶工程和生物技术应用提供了新思路。

　　

这项突破性研究展示了如何通过纳米技术提升生物酶的工业应用价值。科研团队巧妙地将乙酰胆碱酯酶(AChE)固定在氨基化二氧化硅包覆的四氧化三铁(Fe₃O₄@SiO₂-NH₂)磁性纳米颗粒表面，并采用戊二醛(GA)作为交联剂。

通过扫描电镜-能谱(SEM-EDX)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征证实，这种固定化策略成功实现了酶的稳固装载。有趣的是，固定化酶的最适pH从游离状态的8迁移至10，其米氏常数K_m值(0.446 mM)和最大反应速度V_max(0.659 EU mL^-1)的变化揭示了载体对酶动力学参数的调控作用。

特别引人注目的是其卓越的稳定性表现：在4℃储存60天后，固定化酶仍保持95.2%的原始活性，远优于快速失活的游离酶(损失50.4%活性)。更令人振奋的是，经过20次重复使用后，酶活性的保留率仍高达95%，这种"纳米盔甲"保护策略为开发高性能生物传感器和工业级生物催化剂铺平了道路。

研究还发现，固定化酶对抑制剂他克林的结合亲和力显著降低，这为设计新型抗胆碱酯酶药物提供了重要启示。这些突破性发现不仅推动了酶工程领域的发展，更为神经退行性疾病的诊断和治疗开辟了新途径。