3.2纤维素纳米纤维复合材料固定化酶。
纤维素是自然界分布最广、含量最多的一种天然高分子，具有可降解、可再生、密度小以及对生态环境不产生污染等优点。 但是，天然纤维素不管在物理形态还是化学性能上都存在一些缺陷，例如溶解性差、不耐化学腐蚀、强度有限等。 纳米微晶纤维素（NCC）是指在尺度上至少有一维达到 100 nm 或100 nm 以下的纤维素， 同纤维素或微晶纤维素相比，NCC 不仅具备生物相容性、更高的拉伸强度、更多的结晶区和更高的结晶度， 而且在纳米尺度下，其表面暴露着大量羟基，使得 NCC 具有高亲水性、高稳定性与高反应性，同时还具有高透明性与液晶性以及比表面积高的特点。 NCC 在酶固定化、药物传输、 生物医学等方面都得到了广泛的应用[60-61].NCC 与纳米材料复合可以得到性能优越的复合载体用于固定化酶， 且可以很好地提高其机械强度。Xu 等[62]通过在 CS/PVA 纳米纤维薄膜中添加 NCC以解决原本机械强度差的问题。 结果显示，加入 5%NCC 的纳米复合薄膜的拉伸强度比未加入的高出3.7 倍；固定化 HRP 的最高酶载量达到 384 mg·g-1,CS/PVA-NCC 薄膜相比 CS/PVA 薄膜固定化酶的稳定性和可重用性进一步提高， 去除 3,3′，5,5′-四溴双酚（TBBPA）效率从 14.6%·h-1提升至 32.0%·h-1,在工业处理废水上具有潜在的应用。 尽管 NCC 具有很多优异性能， 但由于其在水中良好的分散性，NCC 很难从反应体系中分离，从而限制了在工业上的应用， 而利用 NCC 制备磁性纳米复合材料是一个很好的选择。NCC 和 Fe3O4表面都带负电荷，因此Fe3O4很难稳定吸附在 NCC 表面， 而 CS 是生物相容性良好的天然亲水性阳离子多糖。 娄文勇[63]课题组利用 CS 和 NCC、Fe3O4之间存在的静电相互作用， 采用共沉淀-静电自组装技术合成磁性纤维素纳米晶体复合物 MNCCs（图 11），用以共价固定化木瓜蛋白酶（PAP），成功解决了 NCC 材料不易回收的问题。 固定化后的 PAP 呈现出更高的热稳定性，在40 ℃下存储 7h 后仍能保持高于 80%的相对活性，而游离酶则低于 30%; 同样 pH 值稳定性也有所提高，适应范围从 5~7 提高到 5~10;储藏性能十分优越， 可在 40 ℃储藏 16 d 后仍保持 93.6%的相对活性；且固定化后的催化效率显着优于游离酶。
后来该课题组[64]又采用共同沉淀-交联技术，先使 Fe3O4与 NCC 静电结合， 再以 CS 覆盖其表面合成 MNCCs,并用于固定化 PAP 来进行二肽丙氨酰谷氨酰胺（Ala-Gln）的高效生物合成，MNCCs 的酶负载量达到 333 mg·g-1,保留活性达到 80%. Mahmoud[65]同样采用磁性纳米微晶纤维素作为固定化 PAP 的载体（图 12），与娄文勇课题组不同的是，Mahmoud 将Fe3O4和 Au 两种纳米粒子固定在 NCC 表面。AuNPs易于制备，具有可靠的化学稳定性、生物相容性、通用性，是一种可用于修饰 Fe3O4NPs 表面从而达到保护 Fe3O4目的的理想材料；
NCC@Fe3O4NPs @AuNPs纳米复合材料最优酶负载量为 186 mg·g-1, 且在 4℃下储藏 35 d 后可保留 95%的初始活性。
