胺功能化分级磷酸钙微花增强固定化β-半乳糖苷酶的可重复使用性

本文创新性地利用聚烯丙胺（PAA）修饰分级磷酸钙微花（CaP），通过共价偶联策略显著提升β-半乳糖苷酶（β-Gal）的固定化效率（负载量增加60%）与操作稳定性（10天残留活性提高10-40%）。该研究为克服传统吸附法酶泄漏难题提供了纳米-宏观杂化材料解决方案，在食品工业酶催化领域具有应用潜力。

　　

Highlight

金属磷酸盐分级微花虽广泛用于酶固定化，但因其与酶间缺乏稳定相互作用导致酶解吸附。本研究采用聚胺（polyamine）修饰磷酸钙微花表面，实现β-半乳糖苷酶的共价固定。

Materials

β-半乳糖苷酶Bonlacta?（源自保加利亚乳杆菌）由杜邦公司提供。聚烯丙胺（PAA，15 kDa）购自Polysciences，环氧氯丙烷（≥99%）等试剂均为分析纯。

Physical characterization of calcium-phosphate microflowers

磷酸钙微花平均直径12.6±3.4 μm，孔径439±159 nm，片层厚度196±51 nm，呈现典型分级结构。通过未交联与三种交联度（1:0.25/1:0.5/1:1）的PAA变体修饰后，共价固定酶量较物理吸附提升约60%。

Conclusions

交联聚烯丙胺作为"分子铰链"显著增强酶稳定性：在pH 5.5-8.5和<60°C条件下活性保持更优，持续振荡10天后酶损失量（≤10 μg）远低于吸附组（43.3 μg）。该策略为分级杂化材料在生物催化系统的应用提供新思路。