硅酸鹽所生物無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料研究取得重要成果

最近，硅酸鹽所高性能陶瓷和超微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高秋明研究員帶領(lǐng)的課題組在生物無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料制備及其性能研究中取得重要進(jìn)展。通過(guò)對(duì)酸堿度的有效調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了生物酶分子和無(wú)機(jī)納米層板的可逆組裝與釋放。固定在無(wú)機(jī)納米層狀載體中的酶分子保持活性并極大提高酶的熱穩(wěn)定性。固定后的酶分子在

最近，硅酸鹽所高性能陶瓷和超微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高秋明研究員帶領(lǐng)的課題組在生物無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料制備及其性能研究中取得重要進(jìn)展。

通過(guò)對(duì)酸堿度的有效調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了生物酶分子和無(wú)機(jī)納米層板的可逆組裝與釋放。固定在無(wú)機(jī)納米層狀載體中的酶分子保持活性并極大提高酶的熱穩(wěn)定性。固定后的酶分子在有機(jī)體系中展示了更高的催化能力，相對(duì)于自由酶催化速度提高1至2個(gè)數(shù)量級(jí)。其論文之一(EnhancedCatalyticActivityofHemoglobininOrganicSolventsbyLayeredTitanateImmobilization)受到同行審稿專家的高度評(píng)價(jià)，已發(fā)表在國(guó)際一流的核心化學(xué)期刊《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)志》上(2003年影響因子為6.516)。

生物酶等功能材料由于在一定的環(huán)境中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和價(jià)格昂貴而應(yīng)用受到限制，無(wú)機(jī)層狀材料結(jié)構(gòu)豐富新穎、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、表面活性可調(diào)節(jié)。生物無(wú)機(jī)納米材料的有效復(fù)合，是對(duì)傳統(tǒng)酶固定科學(xué)和晶體工程的進(jìn)一步發(fā)展，層狀無(wú)機(jī)載體不僅能有效防御有機(jī)溶劑的沖擊，而且固載量大(氧化鈦層能最多吸附本身質(zhì)量5.9倍血紅蛋白)、工藝簡(jiǎn)單易于工業(yè)化、載體無(wú)毒可回收且成本低廉，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景，如：污水處理環(huán)境保護(hù)、生物酶催化、藥物緩釋等。

“美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)志”同行審稿專家的評(píng)價(jià)說(shuō)：“這篇論文展示了有關(guān)環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域中新穎的、重要的非水體系酶催化速率的研究成果，因?yàn)樵S多有機(jī)污染物具有有限的水溶性。這是一個(gè)非常聰明的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和振奮人心的結(jié)果，非常值得進(jìn)一步關(guān)注。另一審稿專家說(shuō)：“這篇論文采用了一種新穎的固定方法研究了血紅素在各種溶劑中的活性”。

高秋明研究員是中國(guó)科學(xué)院2000年度“百人計(jì)劃”入選者。以上研究工作是在中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目和該所前沿性創(chuàng)新項(xiàng)目基金資助下完成的。目前已開展了氧化鈦、氧化硅、氧化鈮、氧化錳等無(wú)機(jī)層狀載體組裝系列生物酶的