本發(fā)明屬于制備固定化酶領(lǐng)域，具體涉及一種氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，水環(huán)境污染日益嚴(yán)重，有機(jī)污染物的日積月累導(dǎo)致的水體污染，嚴(yán)重危害到生態(tài)的健康和人類的可持續(xù)發(fā)展。其中造成水污染的一個(gè)原因是染料工業(yè)中印染廢水排放，已成為危害最大的難以治理的重要污染源。當(dāng)前應(yīng)用的染料主要包含有偶氮類、蒽醌類、靛藍(lán)類和三苯甲烷類染料，這些染料生物可降解性低，而且具有致突變和致癌等毒性。跟傳統(tǒng)方法相比，生物法降解染料效果穩(wěn)定，綠色環(huán)保，更具發(fā)展前景。生物降解是指利用某種微生物或酶作用于染料分子，經(jīng)過(guò)氧化、還原等一系列過(guò)程將染料分子降解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物或者有機(jī)物。研究表明，含蒽醌類物質(zhì)的廢水可以被漆酶催化降解，而其它的不是漆酶的直接底物的染料廢水，也可以借助某些小分子介體，降解效果可以顯著提高，時(shí)間也大大縮短，提升了其工業(yè)應(yīng)用的價(jià)值。
漆酶（EC 1.10.3.2）是一種含銅的多酚氧化酶，廣泛存在于植物、昆蟲、真菌、細(xì)菌中。其氧化反應(yīng)機(jī)理主要表現(xiàn)為底物自由基的生成和漆酶分子中4個(gè)銅離子的協(xié)同作用。漆酶分子一般含有4個(gè)銅離子，在漆酶催化反應(yīng)的過(guò)程中，4個(gè)銅離子在酶與底物間進(jìn)行電子傳遞，從而氧化底物為自由基，隨后自由基通過(guò)漆酶進(jìn)一步催化氧化或非酶催化反應(yīng)生成各種產(chǎn)物。作為一種特殊的氧化還原酶類，漆酶具有較廣泛的底物專一性和較強(qiáng)的穩(wěn)定性，能利用氧氣催化氧化多種酚類和芳香胺類化合物，底物范圍相當(dāng)廣闊。因此漆酶在廢水處理、食品加工、芳香化合物轉(zhuǎn)化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)藥以及傳感器研制等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。但游離漆酶在使用過(guò)程中易隨環(huán)境的變化而變性失活，且其不可重復(fù)使用性，這在一定程度上限制了漆酶的工業(yè)化應(yīng)用。
通過(guò)對(duì)游離酶進(jìn)行固定化，一般會(huì)情況下可在一定程度上提高酶的熱穩(wěn)定性、有機(jī)溶劑耐受性和極端環(huán)境穩(wěn)定性，同時(shí)還具有可重復(fù)使用和易于從反應(yīng)體系中分離出來(lái)的特點(diǎn)。因此，對(duì)漆酶進(jìn)行固定化研究和其應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)漆酶工業(yè)化應(yīng)用的有效手段。游離酶的固定化方法一般分為吸附法、包埋法、交聯(lián)法和共價(jià)法，按酶和載體結(jié)合的方式來(lái)分，酶的固定化方法主要分為兩類：物理方法（物理吸附法和包埋發(fā)）和化學(xué)方法（離子吸附法、共價(jià)結(jié)合法和交聯(lián)法）。不過(guò)，雖然已經(jīng)報(bào)道了大量漆酶固定化的研究工作，但仍然存在各種各樣的不足，到目前為止，還沒(méi)有一種固定化漆酶能實(shí)際應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。另一方面，由于漆酶的氧化還原電位較低，導(dǎo)致其底物范圍較窄，為了克服這一問(wèn)題，人們以TEMPO、HBT等小分子物質(zhì)作為介體開(kāi)發(fā)構(gòu)建了高效的漆酶-介體系統(tǒng)，主要是通過(guò)漆酶先將介體氧化成穩(wěn)定且活性高的中間態(tài)，被氧化的中間態(tài)直接從底物中奪取一個(gè)電子，再將它傳遞給氧氣分子，使底物分解，反應(yīng)完成，以拓展漆酶的應(yīng)用范圍。但隨之而來(lái)的問(wèn)題是小分子介體盡管添加量少，但由于價(jià)格普遍比較高、且無(wú)法回收利用，因而也無(wú)法推動(dòng)漆酶的規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用。
將磁性氧化石墨烯納米材料應(yīng)用于酶的固定化已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。由于磁性氧化石墨烯納米載體材料本身既具有磁性材料的磁響應(yīng)和粒子表面積大、粒徑小的特點(diǎn)，同時(shí)又具有氧化石墨烯的比表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、可提高物質(zhì)之間的電子傳遞效率等，給固定化酶帶來(lái)了優(yōu)勢(shì)，如易分離、不易被反應(yīng)環(huán)境中的酸堿等腐蝕、穩(wěn)定性強(qiáng)、回收率高、成本低等。目前為止，固定化漆酶和固定化介體均有相關(guān)的研究報(bào)道，但還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)共價(jià)交聯(lián)共固定化漆酶與介體的報(bào)道。因此，本發(fā)明擬通過(guò)對(duì)磁性氧化石墨烯納米粒子進(jìn)行氨基化修飾，并共價(jià)交聯(lián)同時(shí)固定漆酶和TEMPO介體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)及其制備方法，由于磁性材料本身表面上不含有羥基，而是要通過(guò)四甲基氫氧化銨來(lái)使磁性材料羥基化，來(lái)使APTES連接到磁性材料上，使磁性材料氨基化，而本發(fā)明使用的復(fù)合材料，其中一種是氧化石墨烯，其本身表面含有豐富的羥基和羧基，這樣經(jīng)過(guò)氨基化修飾后其材料的表面會(huì)形成更多的氨基，可以用來(lái)固定更多介體和漆酶。用于解決游離漆酶和TEMPO 介體固定化到載體上的含量低，使用效率低，同時(shí)，氧化石墨烯可以提高物質(zhì)之間的電子傳遞效率，這樣可以提高漆酶與介體之間的作用效率問(wèn)題，使其降解效率更好，以及不易分離和不能重復(fù)利用的問(wèn)題，。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)手段為：
所述氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)的制備方法，包括如下步驟：
1）Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子的制備：先將石墨粉、高錳酸鉀、濃硫酸、磷酸充分混合，控制其放熱過(guò)程，使其溫度小于35℃，混合完成后，加熱至50℃，攪拌10-14 h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，加入150 mL冰水（含有10 mL30%H2O2），繼續(xù)攪拌1-2 h,反應(yīng)完全后依次使用200 mL去離子水、200 mL30%HCl、200 mL乙醇洗滌，最后溶液離心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯；將制備好的氧化石墨烯配置成溶液，再將其與FeCl2、FeCl3充分混合、，在N2保護(hù)、攪拌、85°C 水浴的條件下，加入NH3·H2O溶液，并持續(xù)攪拌0.5-1 h后，將黑色產(chǎn)物分離出來(lái)，去離子水洗至中性，得到Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子，然后將Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于7 (wt)% 的四甲基氫氧化銨水溶液中靜置2 h，用水洗滌3-5 次備用；
2）Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子表面修飾3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）：將步驟1）制備得到的Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于乙醇水溶液中，然后加入APTES，50℃，攪拌反應(yīng)10h，反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水清洗3-5次后，真空干燥，得到表面氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子；
3）介體的固定化：取步驟2）得到的氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子置于戊二醛溶液中靜置2h，去離子水洗數(shù)次以除去多余的戊二醛，加入4-NH2-TEMPO，室溫下震蕩反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，分離出產(chǎn)物，水洗，得到接枝了介體的納米粒子；
4）漆酶的固定：將漆酶加入50 mM pH 4.5的乙酸-乙酸鈉緩沖中，再加入接枝了介體的納米粒子，35°C震蕩反應(yīng)5h 后，再以50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖清洗數(shù)次，以洗去未固定的酶，得到氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)。
步驟1）中石墨與高錳酸鉀、濃硫酸、磷酸的摩爾比為1:（0.3～1）:（15～35）：（2～5）
步驟1）中FeCl2和FeCl 3的摩爾比為1:2-2:3。
步驟1）中氧化石墨烯與最終生成的四氧化三鐵的質(zhì)量之比為1：1.5～1:4。
步驟1）中NH3·H2O溶液體積分?jǐn)?shù)為25～28%。
步驟2）中每1 g 制備得到的Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于100-200 mL 乙醇水溶液中，然后加入1-3 mL APTES。
步驟2）中乙醇水溶液中乙醇與水的體積比為1:1。
步驟3）中戊二醛溶液的質(zhì)量濃度為2%。
步驟3）中每1g 氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子加入1-3 mmol 4-NH2-TEMPO。
步驟4）中1g 接枝了介體的納米粒子與200 U 的漆酶進(jìn)行交聯(lián)固定。
本發(fā)明步驟1）制得的Fe3O4納米粒子比表面積大，因而存在于水溶液中時(shí)，裸露粒子表面的Fe與O原子容易吸附水中的-OH離子，表面的金屬Fe原子一般以Fe-OH形式存在，從而使得其帶有了大量的羥基。將Fe3O4納米粒子浸泡入四甲基氫氧化銨（TMAOH）溶液主要是為了達(dá)到粒子表面羥基化的目的。氨基偶聯(lián)劑水解產(chǎn)生的羥基和磁性納米粒子表面的羥基會(huì)發(fā)生脫水反應(yīng)。硅醇之間形成Si-O-Si共價(jià)鍵，從而使得硅烷試劑接枝到納米粒子的表面。由于APTES末端含有功能基團(tuán)-NH2，因此經(jīng)修飾后的磁性納米粒子表面就帶有豐富氨基，即制得氨基化Fe3O4納米粒子。
由于使用的固定化材料為氧化石墨烯和四氧化三鐵的復(fù)合材料，其中氧化石墨烯的含量大約占了四分之一，由于氧化石墨烯的表面含有豐富的羥基，羧基；因此在四甲基氫氧化銨處理磁性石墨烯的會(huì)更快，其材料表面會(huì)含有更多的羥基，其材料表面的羥基化會(huì)更好，以至于其氨基化修飾會(huì)更好，其材料的表面會(huì)含有更豐富的氨基，進(jìn)而能夠固定上更多的漆酶，其相同重量下固定化載體能夠固定更多的漆酶，其漆酶的酶活更高。
有益效果：
本發(fā)明首次將漆酶與介體共固定于磁性氧化石墨烯載體上，運(yùn)用氧化還原法和化學(xué)共沉淀法制備的氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子載體，制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，并同時(shí)共價(jià)交聯(lián)漆酶和TEMPO介體，構(gòu)建了高效的漆酶-介體催化系統(tǒng)，共固定化的漆酶- 介體系統(tǒng)可以通過(guò)外部磁場(chǎng)簡(jiǎn)便回收，反復(fù)使用，從而提高酶和介體的利用率，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)由于氧化石墨烯是炭基材料，本身對(duì)各種染料具有很好的吸附特性。因此，在漆酶降解和氧化石墨烯吸附兩個(gè)方面的聯(lián)合作用下，其降解效率大大的提高，能夠達(dá)到95%左右。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例中所使用的漆酶購(gòu)于SIGMA公司，所使用的4-NH2-TEMPO 購(gòu)于梯希愛(ài)化成工業(yè)發(fā)展有限公司。
實(shí)施例1
氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)的制備方法，包括如下步驟：
（1）Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子的制備：先將1.0 g 石墨粉、6.0 g 高錳酸鉀、120 mL 濃硫酸、13.3 mL 的磷酸加入到500 mL的三口燒瓶中充分混合，燒瓶置于冰水浴條件下，控制其在混合過(guò)程中的溫度小于35℃，混合完成后，加熱至50℃，攪拌10 h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，加入150 mL冰水（含有10 mL 30% （wt）H2O2），繼續(xù)攪拌1h,反應(yīng)完全后依次使用200 mL去離子水、200 mL30%HCl、200 mL乙醇洗滌，最后溶液離心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯；再將稱取100mg制備好的氧化石墨烯，配置成1mg/mL溶液備用，再將0.847 mmol FeCl2·4H2O和1.695 mmol FeCl3·6H2O溶于100mL 去離子水中，將制備的石墨烯溶液與鐵鹽溶液充分混合，在N2保護(hù)、攪拌、85°C 水浴的條件下，逐滴滴加20 mL NH3·H2O溶液，使溶液的pH>10，并持續(xù)攪拌45min后，將黑色產(chǎn)物分離出來(lái)，去離子水洗至中性，得到Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子，然后將Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于7 (wt)% 的四甲基氫氧化銨水溶液中靜置2 h，用水洗滌3-5 次備用；
（2）Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子表面修飾APTES ：取1 g 制備得到的Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于150 mL 乙醇水溶液（體積比1:1）中，然后加入2 mL APTES，50℃，攪拌反應(yīng)10h。反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水清洗3-5 次后，真空干燥，得到表面氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子。
（3）介體的固定化：取1 g 制備得到的氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子置于質(zhì)量濃度為2% 的戊二醛溶液中靜置2h，去離子水洗數(shù)次以除去多余的戊二醛。加入2.5 mmol 4-NH2-TEMPO，室溫下震蕩反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，分離出產(chǎn)物，水洗，得到接枝了介體的納米粒子。
（4）漆酶的固定：取25 U 漆酶加10 mL50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖中，再加入100 mg 接枝了介體的納米粒子，35°C 震蕩反應(yīng)5h 后，50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖清洗數(shù)次，以洗去未固定的酶，置于4℃冰箱備用，得到氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)（即漆酶與介體共固定化的磁性氧化石墨烯納米粒子）。每1g 共固定化漆酶與介體的磁性氧化石墨烯納米粒子中固定有0.5mmol 介體, 固定化后的漆酶酶活為150 U/g。
考察上述磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)在降解染料廢水中的應(yīng)用效果，選取酸性品紅染料，采用50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖液配制成50 mg/L 的酸性品紅溶液，向250mL 錐形瓶中加入100 mL酸性品紅染料、100mg 上述制備的共固定化磁性氧化石墨烯納米粒子，總反應(yīng)體系為100mL。50℃下置于100rpm 恒溫震蕩儀中反應(yīng)，間隔2 h 測(cè)定最大吸收波長(zhǎng)處吸光值的變化。脫色率=(1-A/A0) *100%，A0為脫色反應(yīng)前溶液吸光值，A 為脫色反應(yīng)后溶液吸光值，所有脫色反應(yīng)均重復(fù)3 次取平均，計(jì)算脫色率達(dá)94.73%。而在沒(méi)有TEMPO 的參與下，僅加入同等酶活力的游離漆酶，脫色率僅有3.38%。
實(shí)施例2
氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)的制備方法，包括如下步驟：
（1）Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子的制備：先將1.0 g 石墨粉、6.0 g 高錳酸鉀、120 mL 濃硫酸、13.3 mL 的磷酸加入到500 mL的三口燒瓶中充分混合，燒瓶置于冰水浴條件下，控制其在混合過(guò)程中的溫度小于35℃，混合完成后，加熱至50℃，攪拌10 h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，加入150 mL冰水（含有10 mL 30% H2O2），繼續(xù)攪拌1h,反應(yīng)完全后依次使用200 mL去離子水、200 mL30%HCl、200 mL乙醇洗滌，最后溶液離心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯；再將稱取100mg制備好的氧化石墨烯，配置成1mg/mL溶液備用，再將0.847 mmol FeCl2·4H2O和1.695 mmol FeCl3·6H2O溶于100mL 去離子水中，將制備的石墨烯溶液與鐵鹽溶液充分混合，在N2保護(hù)、攪拌、85°C 水浴的條件下，逐滴滴加20 mL NH3·H2O溶液，使溶液的pH>10，并持續(xù)攪拌45min后，將黑色產(chǎn)物分離出來(lái)，去離子水洗至中性，得到Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子，然后將Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于7 (wt)% 的四甲基氫氧化銨水溶液中靜置2 h，用水洗滌3-5 次備用；
（2）Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子表面修飾APTES ：取1 g 制備得到的Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于150 mL 乙醇水溶液（體積比1:1）中，然后加入2 mL APTES，50℃，攪拌反應(yīng)10h。反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水清洗3-5 次后，真空干燥，得到表面氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子。
（3）介體的固定化：取1 g 制備得到的氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子置于質(zhì)量濃度為2% 的戊二醛溶液中靜置2h，去離子水洗數(shù)次以除去多余的戊二醛。加入1.5 mmol 4-NH2-TEMPO，室溫下震蕩反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，分離出產(chǎn)物，水洗，得到接枝了介體的納米粒子。
（4）漆酶的固定：取25 U 漆酶加10 mL50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖中，再加入100 mg 接枝了介體的納米粒子，35°C 震蕩反應(yīng)5h 后，50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖清洗數(shù)次，以洗去未固定的酶，置于4℃冰箱備用，得到氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)（即漆酶與介體共固定化的磁性氧化石墨烯納米粒子）。每1g 共固定化漆酶與介體的磁性氧化石墨烯納米粒子中固定有0.3mmol 介體, 固定化后的漆酶酶活為150 U/g。
考察上述磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)在降解染料廢水中的應(yīng)用效果，選取酸性品紅染料，采用50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖液配制成50 mg/L 的酸性品紅溶液，向250mL 錐形瓶中加入100 mL酸性品紅染料、100mg 上述制備的共固定化磁性氧化石墨烯納米粒子，總反應(yīng)體系為100mL。50℃下置于100rpm 恒溫震蕩儀中反應(yīng)，間隔2 h 測(cè)定最大吸收波長(zhǎng)處吸光值的變化。脫色率=(1-A/A0) *100%，A0為脫色反應(yīng)前溶液吸光值，A為脫色反應(yīng)后溶液吸光值，所有脫色反應(yīng)均重復(fù)3 次取平均，計(jì)算脫色率達(dá)83.64%。而在沒(méi)有TEMPO 的參與下，僅加入同等酶活力的游離漆酶，脫色率僅有3.09%。
實(shí)施例3
氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)的制備方法，包括如下步驟：
（1）Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子的制備：先將1.0 g 石墨粉、6.0 g 高錳酸鉀、120 mL 濃硫酸、13.3 mL 的磷酸加入到500 mL的三口燒瓶中充分混合，燒瓶置于冰水浴條件下，控制其在混合過(guò)程中的溫度小于35℃，混合完成后，加熱至50℃，攪拌10 h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，加入150 mL冰水（含有10 mL 30% H2O2），繼續(xù)攪拌1h,反應(yīng)完全后依次使用200 mL去離子水、200 mL30%HCl、200 mL乙醇洗滌，最后溶液離心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯；再將稱取100mg制備好的氧化石墨烯，配置成1mg/mL溶液備用，再將0.847 mmol FeCl2·4H2O和1.695 mmol FeCl3·6H2O溶于100mL 去離子水中，將制備的石墨烯溶液與鐵鹽溶液充分混合，在N2保護(hù)、攪拌、85°C 水浴的條件下，逐滴滴加20 mL NH3·H2O溶液，使溶液的pH>10，并持續(xù)攪拌45min后，將黑色產(chǎn)物分離出來(lái)，去離子水洗至中性，得到Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子，然后將Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于7 (wt)% 的四甲基氫氧化銨水溶液中靜置2 h，用水洗滌3-5 次備用；
（2）Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子表面修飾APTES ：取1 g 制備得到的Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于150 mL 乙醇水溶液（體積比1:1）中，然后加入2 mL APTES，50℃，攪拌反應(yīng)10h。反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水清洗3-5 次后，真空干燥，得到表面氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子。
（3）介體的固定化：取1 g 制備得到的氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子置于質(zhì)量濃度為2% 的戊二醛溶液中靜置2h，去離子水洗數(shù)次以除去多余的戊二醛。加入1.5 mmol 4-NH2-TEMPO，室溫下震蕩反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，分離出產(chǎn)物，水洗，得到接枝了介體的納米粒子。
（4）漆酶的固定：取20 U 漆酶加10 mL50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖中，再加入100 mg 接枝了介體的納米粒子，35°C 震蕩反應(yīng)5h 后，50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖清洗數(shù)次，以洗去未固定的酶，置于4℃冰箱備用，得到氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)（即漆酶與介體共固定化的磁性氧化石墨烯納米粒子）。每1g 共固定化漆酶與介體的磁性氧化石墨烯納米粒子中固定有0.3 mmol 介體, 固定化后的漆酶酶活為120 U/g。
考察上述磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)在降解染料廢水中的應(yīng)用效果，選取酸性品紅染料，采用50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖液配制成50 mg/L 的酸性品紅溶液，向250mL 錐形瓶中加入100 mL酸性品紅染料、100mg 上述制備的共固定化磁性氧化石墨烯納米粒子，總反應(yīng)體系為100mL。50℃下置于100rpm 恒溫震蕩儀中反應(yīng)，間隔2 h 測(cè)定最大吸收波長(zhǎng)處吸光值的變化。脫色率=(1-A/A0) *100%，A0為脫色反應(yīng)前溶液吸光值，A 為脫色反應(yīng)后溶液吸光值，所有脫色反應(yīng)均重復(fù)3 次取平均，計(jì)算脫色率達(dá)82.72%。而在沒(méi)有TEMPO 的參與下，僅加入同等酶活力的游離漆酶，脫色率僅有2.98%。
實(shí)施例4
氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)的制備方法，包括如下步驟：
（1）Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子的制備：先將1.0 g 石墨粉、6.0 g 高錳酸鉀、120 mL 濃硫酸、13.3 mL 的磷酸加入到500 mL的三口燒瓶中充分混合，燒瓶置于冰水浴條件下，控制其在混合過(guò)程中的溫度小于35℃，混合完成后，加熱至50℃，攪拌10 h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，加入150 mL冰水（含有10 mL 30% H2O2），繼續(xù)攪拌1h,反應(yīng)完全后依次使用200 mL去離子水、200 mL30%HCl、200 mL乙醇洗滌，最后溶液離心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯；再將稱取100mg制備好的氧化石墨烯，配置成1mg/mL溶液備用，再將0.847 mmol FeCl2·4H2O和1.695 mmol FeCl3·6H2O溶于100mL 去離子水中，將制備的石墨烯溶液與鐵鹽溶液充分混合，在N2保護(hù)、攪拌、85°C 水浴的條件下，逐滴滴加20 mL NH3·H2O溶液，使溶液的pH>10，并持續(xù)攪拌45min后，將黑色產(chǎn)物分離出來(lái)，去離子水洗至中性，得到Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子，然后將Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于7 (wt)% 的四甲基氫氧化銨水溶液中靜置2 h，用水洗滌3-5 次備用；
（2）Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子表面修飾APTES ：取1 g 制備得到的Fe3O4磁性氧化石墨烯納米粒子置于150 mL 乙醇水溶液（體積比1:1）中，然后加入2 mL APTES，50℃，攪拌反應(yīng)10h。反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水清洗3-5 次后，真空干燥，得到表面氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子。
（3）介體的固定化：取1 g 制備得到的氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子置于質(zhì)量濃度為2% 的戊二醛溶液中靜置2h，去離子水洗數(shù)次以除去多余的戊二醛。加入1.5 mmol 4-NH2-TEMPO，室溫下震蕩反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，分離出產(chǎn)物，水洗，得到接枝了介體的納米粒子。
（4）漆酶的固定：取20 U 漆酶加10 mL50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖中，再加入100 mg 接枝了介體的納米粒子，35°C 震蕩反應(yīng)5h 后，50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖清洗數(shù)次，以洗去未固定的酶，置于4℃冰箱備用，得到氨基硅烷化磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)（即漆酶與介體共固定化的磁性氧化石墨烯納米粒子）。每1g 共固定化漆酶與介體的磁性氧化石墨烯納米粒子中固定有0.3 mmol 介體， 固定化后的漆酶酶活為120 U/g。
考察上述磁性氧化石墨烯納米粒子共固定化漆酶和介體系統(tǒng)在降解染料廢水中的應(yīng)用效果，選取酸性品紅染料，采用50 mM pH 4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖液配制成50 mg/L 的酸性品紅溶液，向250mL 錐形瓶中加入100 mL酸性品紅染料、100mg 上述制備的共固定化磁性氧化石墨烯納米粒子，總反應(yīng)體系為100mL。50℃下置于100rpm 恒溫震蕩儀中反應(yīng)，間隔2 h 測(cè)定最大吸收波長(zhǎng)處吸光值的變化。脫色率=(1-A/A0) *100%，A0為脫色反應(yīng)前溶液吸光值，A為脫色反應(yīng)后溶液吸光值，所有脫色反應(yīng)均重復(fù)3次取平均，計(jì)算脫色率達(dá)74.37%。而在沒(méi)有TEMPO 的參與下，僅加入同等酶活力的游離漆酶，脫色率僅有2.34%。