1. 研究目的与意义
随着全球性环境污染问题的日益加剧和自然资源急剧耗竭对可持续发展的威胁 ,人们越来越关注将可再生的生物材料应用于能源生产方面的研究。对于液体能源来说 ,利用葡萄糖发酵生产的乙醇是一种很有前景的利用生物来源制备的能源 ,目前来看 ,利用可食用的农业原料生产乙醇仍然存在潜在的问题。纤维素是一种几乎取之不尽的高分子生物原材料 ,所以 ,由纤维素生产乙醇的研究受到越来越多的关注。要实现生物法生产乙醇 ,只有将纤维素水解成葡萄糖才能被利用。目前纤维素水解成葡萄糖的方法有酸水解法 ,酶水解法。酸水解条件苛刻、产生酸废水等 ,因而其发展和应用受到了限制。酶水解反应条件温和、易于控制、产物质量高而备受关注。但这种方法要求将纤维素溶解在一定的溶剂中 ,以保证纤维素酶能够进入纤维素底物内部发挥作用。离子液体 ( ILs)是一类纤维素的新型优良溶剂 ,也是一种新型的生物催化反应介质 ,它是一类纤维素酶法糖化很有发展前景的溶剂。在现有的溶有纤维素的离子液体中 ,纤维素酶的活性会不断降低，纤维素酶利用率低下，而固定化酶体系可有效提升其循环率，本课题将纤维素酶包入多孔骨架结构且修饰固定化酶周围微环境，拟使得ILs原位酶解体系中的纤维素酶利用率提升。
2. 研究内容和预期目标
1）选择/合成适用的多孔骨架结构；
2）用物理/化学手段将纤维素酶结合/埋入多孔骨架结构，构筑纤维素酶-多孔骨架复合体；
3）评估复合体与传统离子液体（ils）原位酶解体系中酶的利用率，并优化；
3. 研究的方法与步骤
（1）用透射电子显微镜（tem）联合bradford蛋白浓度测定法（g250法）表征载酶量；
（2）用dns法测定原位(in situ）酶解体系中还原糖产量，即产糖量；
（3）根据产糖量与酶解时间的关系计算出多孔骨架材料在离子液体（ils）参与的in situ酶解体系中对酶的保护作用；
4. 参考文献
[1]cai, c.; pang, y.; zhan, x.; zeng, m.; lou, h.; qian, y.; yang, d.; qiu, x., using temperature-responsive zwitterionic surfactant to enhance the enzymatic hydrolysis of lignocelluloses and recover cellulase by cooling. bioresour technol 2017, 243, 1141-1148.
[2]chang, k. l.; chen, x. m.; han, y. j.; wang, x. q.; potprommanee, l.; ning, x. a.; liu, j. y.; sun, j.; peng, y. p.; sun, s. y.; lin, y. c., synergistic effects of surfactant-assisted ionic liquid pretreatment rice straw. bioresour technol 2016, 214, 371-375.
[3]zhang, y.; he, h.; liu, y.; wang, y.; huo, f.; fan, m.; adidharma, h.; li, x.; zhang, s., recent progress in theoretical and computational studies on the utilization of lignocellulosic materials. green chemistry 2019, 21 (1), 9-35.
5. 计划与进度安排
1)2022-2-20～2022-03-01：研读资料，撰写开题报告，翻译文献；
2)2022-03-01～2022-03-20：查找或合成所需的多孔骨架结构；
3)2022-03-21～2022-04-15：将多孔骨架结构与纤维素酶进行结合，构筑纤维素酶-多孔骨架复合物（cellulase-xcomposite，c-x），对比c-x与传统纤维素酶在离子液体原位还原体系中的性能，并对出现的问题进行相关优化；
