Page 17 - 《精细化工》2023年第3期
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第 3 期                         唐亚丽，等:  酶型生物改性抗菌材料的研究进展                                    ·473·


            载体，以达到共价结合固定化酶广泛应用的目的。                             甲苯二异氰酸酯、顺丁烯二酸酐、己二胺、碳二亚
            AGRIC 等  [89] 通过共价连接的方式将 Lys 固定到两种                 胺等。交联剂应根据酶与载体材料的种类进行选择。
            不同的乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH29 和 EVOH44）                      ASANARONG 等    [93] 以戊二醛为交联剂，将木瓜蛋白
            上，固定化溶菌酶的薄膜对单核细胞增生李斯特菌                             酶固定到细菌纤维素薄膜上，该薄膜完全抑制了大
            的抗菌活性与游离酶相似。AGNIESZKA 等               [42] 合成了     肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌在伤口敷
            中心为聚环氧丙烷（PPO）嵌段和两个末端为聚氧                            料中的生长，是一种很有前途的生物医学材料。
            化乙烯（PEO）链段的三嵌段共聚物 Pluronic F-127，                  CHEN 等   [94] 通过使用戊二醛交联剂将纤维素酶和
            溶菌酶的共价结合是通过将醛官能化 PEO 嵌段和蛋                          Lys 共同固定在氨基官能化磁性纳米颗粒（MNPs）
            白质中赖氨酸残基的还原胺化进行的。溶菌酶的表                             的表面，由于双酶共固定化过程中的协同效应，活
            面覆盖率达到 42%，并且三嵌段共聚物与溶菌酶的                           性回收率最高（纤维素酶 78.9%，溶菌酶 69.6%），
            生物偶联组成了刷子型涂层具有双重功能，即聚合                             共固定化酶的热稳定性是游离酶的 3 倍，共固定化
            物刷子与溶菌酶间的抗菌活性以及产生的抗黏附活                             酶在循环使用 6 次后保留了初始活性的 60%。
            性。硅橡胶是一种主链由硅氧原子交替构成的硅氧                             CERÓN 等   [95] 以戊二醛为交联剂，将 Lys 固定到壳
            聚合物。硅橡胶具有优异的耐低温和高温性能、良                             聚糖微球上，固定化酶的负载效率为 67%。通过 SEM
            好的透气性能以及生理惰性，使其在医用、食品领                             图（图 6）可以观察到，溶菌酶在壳聚糖微球表面
            域具有广泛的应用。FLORES-ROJAS 等             [90] 通过伽马      的固定化，也可以看出壳聚糖用戊二醛处理促进了
            射线辐射硅橡胶后与聚乙二醇二甲基丙烯酸酯-共-                            壳聚糖颗粒聚集体的形成，溶菌酶-壳聚糖微球的平
            缩水甘油基甲基丙烯酸酯（EGDMA-co-GMA）接枝，                       均尺寸增加。当固定化溶菌酶壳聚糖微球添加量为
            然后对硅橡胶薄膜进行化学改性以提供甲酰基，通                             50 mg 时，对金黄色葡萄球菌、粪肠球菌和铜绿假
            过共价固定 Lys，赋予其抗菌性能，结果表明，表                           单胞菌抗菌活性分别为 100.00%、100.00%、90.96%。
            面固定化溶菌酶硅橡胶薄膜 pH 在 6~11 内保持良好的                      交联法可使酶固着较为牢固，不易脱落，可有效保
            活性，并且能重复使用多次。FLORES-ROJAS 等                 [91]   证重复使用次数，但固定化时往往会发生蛋白质之
            通过接枝共聚和化学活化将 Lys 固定到硅橡胶薄膜                          间的交联反应，破坏部分酶蛋白结构，降低酶的整
            上，固定化溶菌酶的耐高温、耐酸碱性、稳定性都有                            体活性以及降低热振动和构象灵活性。为了防止酶
            所提升，在食品、医疗等行业上具有广泛的应用前景。                           变性和展开，通过降低交联剂的浓度或适当减少交
            3.1.2   金属共价结合固定化抗菌酶                               联时间可降低酶活性的损失率              [96] 。
                 将抗菌酶通过共价连接的方式固定到金属或金
            属纳米粒子上得到金属基抗菌材料。一些金属自身
            具有良好的抗菌特性，如银能与抗菌酶协同抗菌制
            成具有释放杀菌的抗菌材料             [45] ，同样，一些金属通
            过共价连接抗菌酶能得到金属基抗菌材料。YUAN 等                    [92]
            用仿生的多巴胺锚链活化不锈钢（SS）表面得到活
            性氨基，然后以戊二醛（GA）为双功能交联剂共价
            固定壳聚糖，再以 N,N'-羰基二咪唑为双功能交联剂
            将 Lys 接枝到壳聚糖上，得到金属基抗菌材料
            （SS-CS-溶菌酶）。SS-CS-溶菌酶表面与革兰氏阳性

            金黄色葡萄球菌接触 4 h 后，95%以上的金黄色葡萄                        图 6   壳聚糖微球（a、b）及固定化溶菌酶壳聚糖微球（c、
            球菌细胞不再存活，表明与固定化溶菌酶表面接触                                  d）的 SEM 图  [95]
            对革兰氏阳性菌有较高的抗菌效果。以金属为载体                             Fig. 6    SEM images of chitosan microspheres (a, b) and
            的固定化抗菌酶抗菌材料能解决医疗设备中，细菌                                   mmobilized lysozyme chitosan microspheres (c,
                                                                       [95]
                                                                     d)
            微生物黏附引起的细菌感染性疾病问题，降低死亡
            率，同时也是良好的食品包装材料。                                       酶型接触杀菌材料的两种固定化酶方式通常可
            3.2   交联结合固定化抗菌酶                                   以联用（表 1）以获得更高酶载量、高活性、高稳
                 交联法固定化酶是一种使用双功能或多功能试                          定性的固定化酶抗菌材料。酶型接触杀菌材料大多
            剂将酶固定到载体上的方式，所使用的交联剂能分                             数以共价结合和交联结合的方式固定化抗菌酶，抗
            别与载体材料和酶分子表面活性基团进行有效的化                             菌酶的蛋白质氨基末端与载体间通过间隔臂或者通
            学连接形成固定化酶。常见的交联剂有戊二醛、对                             过交联剂结合，既能保留抗菌酶的抗菌活性，又能
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