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科研成果

张伟/张永兴团队在《Chemical Engineering Science》发表固定化酶生物催化研究新进展

来源: 发布时间:2026-09-01 09:15:16 浏览次数: 【字体:

漆酶作为环境友好型氧化酶,在酚类有机污染物降解领域具备广阔应用价值,但游离漆酶极易受温度、pH环境影响发生构象失活,同时难以回收重复利用,极大限制了其在工业废水处理中的实际落地。金属有机框架(MOF)是酶固定化极具潜力的多孔载体,然而纯MOF材料易造成酶蛋白空间结构畸变、催化活性下降。借助离子液体对载体界面进行功能化修饰,可精准调控载体与酶分子间相互作用,兼顾酶负载量、催化活性与结构稳定性,构建适配污染物降解的高性能固定化酶体系,是目前生物催化与环境治理方向极具研究意义的探索方向。

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针对这一研究难点,研究团队在国际化工领域著名期刊《Chemical Engineering Science》(中科院二区,影响因子:5.1)发表题为《Ionic liquid-modified MOFs as a dual-functional platform for enhanced laccase stability and 2,4-dichlorophenol degradation》的研究论文(2026, DOI: 10.1016/j.ces.2026.124301)。

本研究团队以氨基MOF为基底载体,采用羟基咪唑类离子液体对载体进行共价接枝改性,制备得到离子液体修饰MOF复合载体并用于漆酶固定化,系统完成材料形貌结构表征、酶固定化效果评价与酚类污染物降解性能测试。研究证实,离子液体修饰能够丰富载体表面结合位点,弱化载体骨架对漆酶蛋白的刚性挤压作用,有效维持漆酶天然二级结构相较于未改性MOF载体,该改性平台显著提升漆酶负载量与酶活回收率,同时大幅拓宽固定化漆酶的酸碱耐受区间与热稳定窗口。循环稳定性与储存测试结果表明,该固定化生物催化剂可多次循环使用并长期储存保留催化活性;在2,4-二氯苯酚废水降解体系中展现出优异的去除效率与催化动力学优势。本工作从界面微环境调控角度阐明离子液体协同MOF载体提升固定化漆酶综合性能的内在机制,为绿色改性固定化酶载体的设计开发、难降解有机污染物生物治理方案提供了可行思路与理论支撑。

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论文第一作者为淮北师范大学能源科学与工程学院张伟老师,通讯作者为淮北师范大学能源科学与工程学院张永兴教授和南京工业大学胡燚教授。本研究得到了安徽省教育厅自然科学青年项目和国家自然科学基金项目支持。

      论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ces.2026.124301

      作者介绍:

      张伟https://nyxy.chnu.edu.cn/szdw/szjk/js1/content_132934

  张永兴https://nyxy.chnu.edu.cn/szdw/jcrc/content_133092


(文、图:张伟/审核:张永兴/审校:曹静/终审:谢红霞)


终审:能源科学与工程学院
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