《国家自然基金申请2004：纳米SiO2固定化纤维素内切酶或漆酶降解DTMC的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国家自然基金申请2004：纳米SiO2固定化纤维素内切酶或漆酶降解DTMC的研究（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 国家自然科学基金申请书申请代码：受理部门： 收件日期：受理编号：第 23 页 版本1.002.811国家自然科学基金您现在不能检查保护文档或打印文档，请根据以下三个步骤操作： 1)如果您是Word2000或以上版本用户，请把Word宏的安全性设为:中 方法: Word菜单-工具-宏-安全性-安全级,设置为中 (如果您是Word97用户，继续执行以下步骤) 2)关闭本文档，重新打开本文档 3)点击启用宏按钮，即可开始填写本文档或打印了申 请 书资助类别： 亚类说明： 附注说明： 项目名称： 申 请 者： 电话： 依托单位： 通讯地址： 邮政编码： 单位电话： 电子邮件： 申报日期： 2004年
2、3月10日国家自然科学基金委员会基本信息ABagRI8jdCP申 请 者 信 息姓名xingming性别男出生年月1965年3月民族汉族学位博士职称教授主要研究领域生物无机化学，表面配位化学 电话021-64252214 电子邮件 传真021-64132925 个人网页 工作单位华东理工大学 /化学与制药学院在研项目批准号 依托单位信息名称代 码20023701 联系人金雪娟 电子邮件 电话021-64252413 网站地址 合作单位信息单 位 名 称代 码10087101 项 目 基 本 信 息项目名称资助类别面上项目 亚类说明自由申请项目 附注说明 申请代码B070301:化学控制、防治新
3、工艺、新技术及其基础性研 基地类别 预计研究年限2005年1月 2007年12月研究属性应用基础研究 摘 要项目研究内容和意义简介（限400字）：用堆砌法合成550nm粒径的硅溶胶；用生物矿化、热分解、溶胶-盐析法、季胺碱凝胶水热法制备纳米SiO2及介孔材料；并掺杂改性SiO2。用TEM、XRD、色谱、微电泳法等进行表面积、结构、性质及粒径的测定，Rietveld法计算纳米SiO2晶胞参数。利用纳米SiO2固定化漆酶、纤维素内切酶，研究酶的稳定性和活性的变化，用固定化酶催化降解三氯杀螨醇(DTMC)，研究寻找最佳反应的酸度、温度、时间、照射光度，探讨影响DTMC降解的因素，进行最大降解效果的研
4、究，对固定化酶及游离酶降解DTMC的活性进行比较。并研究掺杂对酶降解的协同作用。用色质联用法研究固定化酶对DTMC的降解机理。本项目首次提出用纳米SiO2微粒固定化酶降解DTMC有机氯代农药，以提高酶的降解效率和稳定性，使催化降解技术具有实用性。该工作将为我国寻找最佳的环境修复技术，降低有机氯代农药对环境和人类健康的影响提供可靠的科学依据。 关 键 词(用分号分开，最多5个)纳米SiO2；SiO2介孔材料；固定化纤维素内切酶；固定化漆酶；降解DTMC 项目组主要成员(杰出青年科学基金不填此栏)编号姓 名出生年月性别职 称学 位单位名称电话电子邮件项目分工每年工作时间（月）11955-11-11
5、 女副教授硕士华东理工大学 021-64252214 环境生物 8 21968-2-19 男讲师硕士北京大学 010-62755309 环境生物 10 31971-8-24 女工程师硕士华东理工大学 021-64252818 合成表征 8 41980-1-14 男硕士生硕士北京大学 010-62755309 环境生物 10 51975-1-7 女硕士生硕士华东理工大学 010-64252214 环境生物 10 61975-2-18 女硕士生硕士华东理工大学 021-64252214 纳米材料合成 10 71982-8-13 女硕士生硕士华东理工大学 021-64252214 纳米
6、材料的表征 10 81981-5-13 男硕士生硕士华东理工大学 010-64252214 纳米材料的合成 10 9总人数高级中级初级博士后博士生硕士生9220005说明: 1. 高级、中级、初级、博士后、博士生、硕士生人员数由申请者负责填报，总人数自动生成。说明: 2. 项目组主要成员不包括项目申请者。经费申请表 （金额单位：万元）科目申请经费备注（计算依据与说明）一.研究经费24.00001.科研业务费9.0000（1）测试/计算/分析费6.5000样品各种测试费，如：电镜测试、色质联用测试、XPS及粒度分析仪等；（2）能源/动力费0.5000（3）会议费/差旅费1.4000学术会议等，
7、每年平均0.60.7万元（4）出版物/文献/信息传播费0.6000文献资料，投稿用费（5）其它0.00002.实验材料费8.0000（1）原材料/试剂/药品购置费8.0000高纯度生化试剂，合成纳米SiO2所需的化学试剂及生化试剂；（2）其它0.00003.仪器设备费4.0000（1）购置4.0000小型仪器设备有关元器件的更新和仪器维修。另外，欲购置QM-1型球磨机、微电泳仪 （2）试制0.00004.实验室改装费2.0000实验室有关的加工、修理及改造等事项5.协作费1.0000一些单位相互交往联系等有关费用 二.国际合作与交流费0.00001.项目组成员出国合作交流0.00002.境外专
8、家来华合作交流0.0000三.劳务费2.0000研究生津贴，开夜班，误餐津贴等四.管理费2.0000合 计28.0000与本项目相关的其他经费来源国家其他计划资助经费0.0000其他经费资助（含部门匹配）0.0000其他经费来源合计0.0000 国家自然科学基金申请书报告正文（一）立项依据与研究内容（4000-8000字）： 1、 项目的立项依据有机氯农药已被证实能够引起动物内分泌紊乱，导致繁殖发育异常，且能够在动物体内长期积聚，其对生态环境的影响已引起了国际社会的广泛关注。目前一些国家已停止生产使用高残留的有机氯农药。但由于有机氯化合物在环境中也很稳定，不易发生降解，能够在环境中长期存在和积
9、累，同时由于它具有“迁移”的特性，给人类生态环境造成愈来愈严重的影响和危害。如何有效促使这些有机氯农药降解成为当前国内外研究热点之一。 利用TiO2光降解氯代农药的报道屡见不鲜，如高丙体六六六在300-360nmUV照射及TiO2催化下，约84%左右的C-Cl键被打破1。有关氯代农药的生物降解只是近几年来人们才开始问津的事，而目前对氯代农药的生物降解方面的报道仅限于细菌降解方面，如美国学者LLOYD J.NADEAU2用白腐菌降解DDTs，GC-MS分析表明，最终降解产物为4-CBA，对被污染土壤具有较高的修复潜力，为生物降解氯代农药开辟了新途径。而ARATA KATAYAMA3等人在研究细菌
10、降解氯代农药的过程中，发现细菌降解有机化合物的本质是酶促降解，并进一步推论，细菌中起降解作用的酶体系主要为氧化酶体系；白腐菌中对DDTs起降解作用的酶体系主要为氧化酶4。用酶降解氯代农药，简单易行，且降解酶往往比产生这类酶的细菌体更能忍受异常环境条件，降解效率高。纤维素内切酶和漆酶均是孢外酶，具有很强的分解有机物能力，属于氧化酶体系，其对氯代农药也具有降解作用。经研究已确定：纤维素内切酶和漆酶均能稳定地降解DDTs。而DDTs为三氯杀螨醇5(简写为DTMC)中间体。三氯杀螨醇为DDTs羟基化产品，是一种广泛使用的高效有机氯杀虫、杀螨剂。据此，可以设想：用纤维素内切酶或漆酶都可能对DTMC有降解
11、作用。美国二氧化硅化学家ILER6发现，纳米SiO2表面能稳定地固定化酶，提高酶的活性。我们据此提出新设想：用纳米SiO2固定化纤维素内切酶或漆酶，也可提高酶对DTMC的降解效果。目前有关此方面的研究很少。申请者曾研究过硅藻土（无定形SiO2）对尿激酶的吸附性能，发现吸附性能除与硅藻土的表面羟基数、孔结构有关之外，还与硅藻土的等电点有关。等电点越小，吸附性能越强7。ILER还指出，酶蛋白达到自身等电点时与带有电荷的SiO2表面结合最牢固，主要作用力为（1）酶蛋白中有机阳离子与负电荷的SiO2表面（2）酶蛋白与SiO2表面氢键作用。既然SiO2吸附酶蛋白与SiO2表面等电点有关，我们考虑合成在水
12、溶液中能均匀分散的不同类型的SiO2纳米微粒，为了实现此目标，必须寻求新方法。 申请者曾用堆砌法合成大粒径的硅溶胶，经Sears滴定法6测定出最大粒径为50nm；并研究了NaCl对硅溶胶胶体的稳定性。当NaCl浓度高于0.230molL时，硅溶胶发生盐析，然后，析出的溶胶胶粒高速分散于有机溶剂中，经浓缩成为纳米SiO2。该纳米SiO2经XRD测试，衍射峰发生宽化现象，用谢乐公式计算，纳米粒径为5.15 nm。为此，我们提出第二个设想，用生物模板剂合成、含肼盐热分解法、溶胶盐析法、季胺碱凝胶水热法等四种方法合成等电点不同的SiO2纳米微粒，并通过掺杂对SiO2纳米微粒进行改性。通过对纳米硅藻土固定化纤维素内切酶、漆酶催化反应条件及稳定性的研究，我们认为：只要能合成在水溶液中能均匀分散的SiO2纳米微粒，通过（1）离子结合法、（2）氢键键合法、（3）包埋法或（4）复合法均可固定纤维素内切酶或漆酶。不同类型的SiO2纳米微粒，其表面等电点不同，那么对纤维素内切酶或漆酶的固定化稳定性能也不同；SiO2纳米微粒表面经改性后，等电点发生变化，对酶的固定化稳定性也随之变化。若能利用纳米结构SiO2微粒稳定地固定化纤维素内切酶或漆酶，提高酶的活性，可用它们对DT
