酶是一种绿色、可持续的生物催化剂，具有催化活性高和底物特异性好等优点，广泛应用于非甾体消炎药、心血管疾病治疗药、抗病毒药以及抗生素等药物的合成与手性拆分。开发高效的酶固定化方法能够提高酶的稳定性和重复使用性，便于连续化操作，是降低药物生产成本的关键技术之一。近日，河北大学药学院张东浩教授课题组通过结合吸附固定和包埋固定的优势，利用纳米硅膜将酶包封在ZIF-8磁性微球表面。该固定化策略不仅可以解决酶泄漏和底物传质问题，还可以通过防止酶发生化学反应保持酶的催化活性。

本研究首先将CRL脂肪酶吸附于ZIF-8磁性微球表面，再利用硅酸四乙酯（TEOS）在微球表面缩合形成具有一定孔径结构的二氧化硅纳米膜将酶封装，制备得到硅膜封装固定化酶。本方法固定酶的条件温和，无需共价结合即可将酶牢固固定到载体表面，在不破坏酶活性构象的同时，硅膜封装还可以提高酶的稳定性，是一种有效的酶固定化方法。而且，形成的纳米硅膜有介孔结构，能够保证酶的可及性，提高酶催化表观活性。结果显示，TEOS加入量和包封时间对硅膜的厚度及酶活性有重要影响。酶的活性以及二级结构分析显示，封装在硅膜中的酶最大程度保留了酶的活性构象。酶学性质研究显示，硅膜封装固定化酶具有远高于游离酶与吸附酶的热稳定性以及对变性剂的耐受性。该研究为酶催化技术在生物制药领域的应用提供了理论基础。

该研究结果以“Encapsulating lipase on the surface of magnetic ZIF-8 nanosphers with mesoporous SiO₂ nano-membrane for enhancing catalytic performance”为题发表在中科院一区期刊《Chinese Chemical Letters》上（2024 March 8, DOI：10.1016/j.cclet.2024.109751.）。我院研究生段广续为第一作者，张东浩教授为论文通讯作者。