酶通常在水中具有活性,而有機(jī)底物在水介質(zhì)中的溶解性較差。為了增加底物在水相中的溶解度,會(huì)在反應(yīng)體系中添加助溶劑。對(duì)于疏水性很強(qiáng)的底物,有機(jī)相作為底物的儲(chǔ)層,可以用來(lái)轉(zhuǎn)化更多的物質(zhì)。為了使底物從有機(jī)相充分轉(zhuǎn)移到水相中,需要通過(guò)攪拌來(lái)促進(jìn)酶的轉(zhuǎn)化。然而,機(jī)械攪拌以及長(zhǎng)時(shí)間接觸有機(jī)溶劑往往會(huì)導(dǎo)致酶失活。因此,通常從傳統(tǒng)的兩相體系中獲得轉(zhuǎn)化率較低。由于Pickering乳液體系能夠大大增加界面面積,因而成為進(jìn)行催化反應(yīng)的有效載體,成為兩相生物催化合成有機(jī)分子的平臺(tái)。
最近,英國(guó)赫爾大學(xué)Bernard P. Binks課題組與德國(guó)比勒費(fèi)爾德大學(xué)Harald Gr?ger合作報(bào)道了在Pickering乳液體系中,大腸桿菌中過(guò)表達(dá)的醛肟脫水酶OxdB催化正辛醛肟脫水形成正辛腈。
圖片來(lái)源:Angew. Chem. Int. Ed.
該研究人員認(rèn)為在Pickering乳液體系中,催化反應(yīng)發(fā)生在水相中,因?yàn)槊笇?duì)有機(jī)溶劑非常敏感。這意味著首先底物從有機(jī)相擴(kuò)散到水相,然后產(chǎn)物擴(kuò)散回有機(jī)相。因此,他們將乳液的性質(zhì)與反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率聯(lián)系起來(lái),從而深入了解顆粒潤(rùn)濕性和濃度對(duì)催化轉(zhuǎn)化率的影響。首先使用的二氧化硅顆粒是具有從100%SiOH(最親水)到15%SiOH(最疏水)的各種硅醇含量(%SiOH)。
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比較兩種具有相似穩(wěn)定性和液滴直徑的不同類型乳液時(shí),水包油(o/w)體系的轉(zhuǎn)化率高于油包水(w/o)體系,盡管兩種情況下的轉(zhuǎn)化率都高于“經(jīng)典”兩相體系。
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參考文獻(xiàn):Effect of Particle Wettability and Particle Concentration on the EnzymaticDehydration of n-Octanaloxime in Pickering Emulsions
Angew. Chem. Int. Ed.
DOI:10.1002/anie.202013171
Ana Maria Bago Rodriguez, Lukas Schober,Alessa Hinzmann, Harald Gr?ger,* and BernardP. Binks*