【Angew. Chem. Int. Ed.】颗粒的湿度和浓度对Pickering乳化液中正辛醛肟酶催化脱水的影响

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酶通常在水中具有活性,而有机底物在水介质中的溶解性较差。为了增加底物在水相中的溶解度,会在反应体系中添加助溶剂。对于疏水性很强的底物,有机相作为底物的储层,可以用来转化更多的物质。为了使底物从有机相充分转移到水相中,需要通过搅拌来促进酶的转化。然而,机械搅拌以及长时间接触有机溶剂往往会导致酶失活。因此,通常从传统的两相体系中获得转化率较低。由于Pickering乳液体系能够大大增加界面面积,因而成为进行催化反应的有效载体,成为两相生物催化合成有机分子的平台。

最近,英国赫尔大学Bernard P. Binks课题组与德国比勒费尔德大学Harald Gröger合作报道了在Pickering乳液体系中,大肠杆菌中过表达的醛肟脱水酶OxdB催化正辛醛肟脱水形成正辛腈。

图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 

该研究人员认为在Pickering乳液体系中,催化反应发生在水相中,因为酶对有机溶剂非常敏感。这意味着首先底物从有机相扩散到水相,然后产物扩散回有机相。因此,他们将乳液的性质与反应的转化率联系起来,从而深入了解颗粒润湿性和浓度对催化转化率的影响。首先使用的二氧化硅颗粒是具有从100%SiOH(最亲水)到15%SiOH(最疏水)的各种硅醇含量(%SiOH)。


图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 

比较两种具有相似稳定性和液滴直径的不同类型乳液时,水包油(o/w)体系的转化率高于油包水(w/o)体系,尽管两种情况下的转化率都高于“经典”两相体系。


图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 

on style="white-space: normal; text-indent: 2em;">此外,乳化前颗粒浓度的增加导致了界面面积的增加,从而提高了转化率。

图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

 

参考文献:Effect of Particle Wettability and Particle Concentration on the EnzymaticDehydration of n-Octanaloxime in Pickering Emulsions

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI10.1002/anie.202013171

Ana Maria Bago Rodriguez, Lukas Schober,Alessa Hinzmann, Harald Gröger,* and BernardP. Binks*



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