Окисление 4-хлорфенола иммобилизованной на модифицированном диоксиде титана пероксидазой хрена
Автор: Тихонов Борис Борисович, Стадольникова Полина Юрьевна, Сидоров Александр Иванович, Сульман Эсфирь Михайловна, Логачева Алла Игоревна
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Химические науки
Статья в выпуске: 11 (12), 2016 года.
Бесплатный доступ
В работе проведен синтез и исследование каталитических свойств многокомпонентного биокатализатора на основе пероксидазы хрена, иммобилизованной на модифицированном диоксиде титана (TiO2). Для модификации диоксида титана использовались соляная кислота, хитозан, аминопропилтриэтоксисилан и глутаровый диальдегид. Пероксидаза хрена получена экстракцией из корня хрена (Armoracia rusticana) с последующим центрифугированием и отделением фильтрата. Иммобилизация фермента проводилась методом последовательного нанесения с промежуточной промывкой дистиллированной водой от неспецифически связанных реагентов. Была исследована активность ферментативного экстракта и синтезированного биокатализатора в реакции окисления 4-хлорфенола в присутствии перекиси водорода. Наблюдение за ходом реакции велось по изменению оптической плотности реакционной смеси, содержащей 4-аминоантипирин, при длине волны 506 нм. На основании результатов экспериментов по варьированию условий проведения процесса и количества компонентов реакционной смеси оптимизирован компонентный состав биокатализатора, определены основные кинетические параметры синтезированного биокатализатора. В статье впервые экспериментально подтверждена целесообразность физико-химической модификации диоксида титана хитозаном и аминопропилтриэтоксисиланом для увеличения прочности ковалентной связи фермента с носителем, получен новый эффективный иммобилизованный биокатализатор на основе диоксида титана, пригодный для многоразового использования в жидкофазном окислении хлорфенолов. Полученные результаты свидетельствуют о высокой перспективности использования синтезированного биокатализатора в процессах удаления из воды хлорфенольных загрязнений. Все гипотезы и выводы, изложенные в статье, основаны на данных научно-технической литературы, посвященных методам иммобилизации ферментов, методам модификации неорганических носителей, расчету кинетических параметров ферментативных реакций и основным закономерностям спектрофотометрических методов анализа.
4-хлорфенол, пероксидаза хрена, иммобилизация, диоксид титана
Короткий адрес: https://sciup.org/14110739
IDR: 14110739 | DOI: 10.5281/zenodo.166787
Список литературы Окисление 4-хлорфенола иммобилизованной на модифицированном диоксиде титана пероксидазой хрена
- Тихонов Б. Б., Сидоров А. И., Лакина Н. В., Сульман Э. М., Ожимкова Е. В., Манаенков О. В. Очистка сточных вод от фенолов с использованием иммобилизованных оксидоредуктаз растений и грибов//Вестник ТвГУ. Серия «Биология и экология». 2011. Вып. 21. №2. C. 74-82.
- Klibanov A. M., Alberti B. N., Morris E. D., Felshin L. M. Journal of Applied Biochemistry, 1980, no. 2, pp. 414-421.
- Тихонов Б. Б. Разработка и исследование свойств новых каталитических систем окисления фенолов на основе иммобилизованных оксидоредуктаз: дис. … канд. хим. наук Москва, 2007. 139 с.
- Матвеева О. В. Магнитоотделяемый катализатор окисления 2,3,6-триметилфенола на основе иммобилизованной пероксидазы: дис. … канд. хим. наук. Москва, 2015. 130 с.
- Bayramoglu G., Аriса М. Y. Enzymatic removal of phenol and p-chlorophenol in enzyme reactor: Horseradish peroxidase immobilized on magnetic beads. Journal of Hazardous Materials. 2008, no. 156, pp.148-155.
- Морозов А. Н. Синтез и каталитические свойства наноструктурированных покрытий диоксида титана: дис. … канд. хим. наук. Москва, 2014. 160 с.
- Feng G., Liu S., Xiu Z., Zhang Y., Yu J., Chen Y., Wang P., Yu X. Visible light Photocatalytic activites of TiO2 nanocrystals doped with upconversion luminescence agent. J. Phys. Chem. C., 2008, v. 112, no. 35, pp. 13692-13699.
- Gaya U. I., Abdullah A. H. Heterogeneous photocatalytic degradation of organic contaminationts over titanium dioxide: A review of fundamentals, progress and problems. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev., 2008, v. 9., no. 1, pp. 1-12.
- Пат. 20080187457 A 1 US, C08F/46, A61L2/10, B05D3/06. Antibacterial Titanium Dioxide Compositions/J. R. Mangiardi; заявитель и патентообладатель. №US 11/937,102; заявл. 08.11.2007; опубл. 07.08.2008. 4 с.
- Gratzel M. Mesoporous oxide junctions and nanostructured solar cells. Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 1999, v. 4, no. 4, pp. 314-321.
- Коленько Ю. В. Синтез нанокристаллических материалов на основе диоксида титана с использованием гидротермальных и сверхкритических растворов: автореф. дис. … канд. хим. наук. Москва, 2004. 26 с.
- Бессуднова Е. В. Синтез и исследование наноразмерных частиц диоксида титана для применения в катализе и нанобиотехнологиях: дис. … канд. хим. наук Новосибирск, 2014. 145 с.
- Tharanathan R. N., Kittur F. S. Chitin -the undisputed biomolecule of great potential. Crit. Rev. Food. Sci. Nutr., 2003, v. 43, pp. 61-87.
- Озерин А. Н., Перов Н. С., Зеленецкий А. Н., Акопова Т. А., Озерина Л. А., Кечекьян А. С., Сурин Н. М., Владимиров Л. В., Юловская В. Д. Гибридные нанокомпозиты на основе привитого сополимера хитозана с поливиниловым спиртом и оксида титана. Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4, №5-6. C. 76-79.
- Mishraa S. K., Ferreirab J. M. F., Kannana S. Mechanically stable antimicrobial chitosan-PVA-silver nanocomposite coatings deposited on titanium implants. Carbohydrate Polymers, 2015, v. 121, pp. 37-48.
- Sidorov A. I., Tikhonov B. B., Molchanov V. P., Sulman E. M. Metalloperoxidase binary system of hydrogen peroxide generation and utilization. 11th International Conference on Materials Chemistry (MC11): book of abstracts. Warwick, 2013, P. 165.
- Тихонов Б. Б., Сидоров А. И., Стадольникова П. Ю., Матвеева О. В., Лакина Н. В., Исследование свойств мультиферментных систем на основе пероксидазы хрена и глюкозооксидазы//Научно-технический вестник Поволжья. 2015. №5. С. 85-87.
