【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于异质结光催化剂的光催化人工辅酶再生系统及其应用，属于光催化人工辅酶再生。
技术介绍
1、氧化还原酶类是酶的一大类重要组成部分，其催化调控的氧化还原反应(ec.1.x.x.x)在生物催化手性药物、精细化学品合成领域中占据十分重要的地位。而绝大部分氧化还原酶在无细胞生物催化中的关键是需要一定化学计量的氧化还原当量——烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(磷酸)nad(p)/h。然而，在酶促反应中辅酶在提供氧化还原当量的同时会被转化为对应的氧化或还原形式，造成辅酶的消耗，同时由于辅酶在自然界中再生过程繁复，在许多条件下，天然辅因子合成的高成本和低稳定性使其在许多针对中等甚至低成本产品的应用中成为主要限制因素。为了解决这个问题，必须降低生产成本以及提高相应辅因子的稳定性。
2、结构更简单，稳定性更高的烟酰胺辅因子仿生(ncbs)有望进一步提高辅酶的稳定性并降低其生产成本。人工辅酶经天然辅酶改造而来，然而目前大多研究均针对于如何实现天然辅酶nad(p)h的再生，关于人工辅酶的再生报道较少。已有一些使用半导体材料在光照条件下再生天然辅酶的报道，光催化天然辅酶再生方法的应用，可以通过辅酶的循环来进一步减少辅酶带来的成本。在光催化辅酶再生过程中，光激发电子会传递到光催化剂表面对氧化型辅酶进行还原，但光激发产生的电子-空穴对的重新结合限制了辅酶再生的效率。且同天然辅酶相比，部分人工辅酶具有更高的氧化还原电势，因此要实现人工辅酶的光催化再生，需要更易产生光生电子-空穴且更难重新结合的光催化剂，从而本专利技术尝试开发一种适用于人工辅
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术中利用异质结光催化剂高的光生电子-空穴对的分离能力，合成了一种异质结光催化剂g-c3n4/zn-mof，并添加电子介体和电子牺牲剂来构建一种高效的光催化人工辅酶再生系统，该系统通过结合两种能带结构不同的半导体，促进光生电子的转移来提高人工辅酶再生的效率，尤其在对人工辅酶bana+进行光催化再生时表现出极其优异的效果，再生效率远高于天然辅酶nad+。
2、本专利技术的第一个目的是提供一种光催化人工辅酶再生系统，所述光催化人工辅酶再生系统中包括异质结光催化剂，所述异质结光催化剂含有含锌金属有机框架@石墨相氮化碳，所述人工辅酶选自以下所示结构之一：
3、
4、进一步地，所述光催化人工辅酶再生系统中还包括氧化还原电子介体和电子牺牲剂。
5、进一步地，所述氧化还原电子介体包括但不限于cp*rh(bpy)h2o2+等。
6、进一步地，所述电子牺牲剂包括但不限于甲酸，甲酸盐，或叔胺(如三乙醇胺)等。
7、进一步地，所述光催化人工辅酶再生系统中，异质结光催化剂、氧化还原电子介体和电子牺牲剂的用量比为0.1～0.5mg：25～200μm：100～1000mm。
8、进一步地，所述含锌金属有机框架@石墨相氮化碳的制备方法包括以下步骤：
9、s1、将石墨相氮化碳与n,n-二甲基甲酰胺分散于水中，随后加入锌盐，搅拌，升温至60～80℃，加入六羟基三苯，继续搅拌，反应结束后收集固体；
10、s2、将s1收集到的固体干燥，于500～650℃下煅烧，得到所述含锌金属有机框架@石墨相氮化碳。
11、进一步地，所述石墨相氮化碳、锌盐、n,n-二甲基甲酰胺和六羟基三苯的质量比为80～120：5～15：10～30：5～15。
12、本专利技术的第二个目的是提供所述光催化人工辅酶再生系统在人工辅酶再生中的应用。
13、进一步地，将所述异质结光催化剂、氧化还原电子介体和电子牺牲剂混合，光照，进行人工辅酶的还原。
14、进一步地，光照时波长为420～500nm，光源功率为2～12w，温度为25～37℃。
15、本专利技术的第三个目的是提供所述光催化人工辅酶再生系统在氧化还原酶催化的产物合成中的应用。
16、本专利技术的第四个目的是提供一种采用氧化还原酶催化进行产物合成的方法，将所述异质结光催化剂、氧化还原电子介体、电子牺牲剂与氧化还原酶和底物混合，光照下反应，进行产物的合成。
17、进一步地，所述氧化还原酶包括但不限于老黄酶、马肝醇脱氢酶、葡萄糖脱氢酶等，相应地，所述底物包括但不限于茶香酮，反式肉桂醛等。
18、进一步地，所述老黄酶的序列如seq id no.1和/或seq id no.2所示。
19、进一步地，光照时波长为420～500nm，光源功率为2～12w，温度为25～37℃。
20、本专利技术的有益效果：
21、本专利技术的含有异质结光催化剂的光催化人工辅酶再生系统，将具备优秀感光能力的g-c3n4与具备优秀电子传导能力的zn-mof组装，提高了辅酶再生效率。并在再生人工辅酶的过程中，使用了一个再生效率优于天然辅酶的人工辅酶，后与酶反应成功耦联，提高了酶反应的转化率。
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1.一种光催化人工辅酶再生系统，其特征在于，所述光催化人工辅酶再生系统中包括异质结光催化剂，所述异质结光催化剂含有含锌金属有机框架@石墨相氮化碳，所述人工辅酶选自以下所示结构之一：
2.根据权利要求1所述的光催化人工辅酶再生系统，其特征在于，所述光催化人工辅酶再生系统中还包括氧化还原电子介体和电子牺牲剂。
3.根据权利要求2所述的光催化人工辅酶再生系统，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的光催化人工辅酶再生系统，其特征在于，所述光催化人工辅酶再生系统中，异质结光催化剂、氧化还原电子介体和电子牺牲剂的用量比为0.1～0.5mg：25～200μM：100～1000mM。
5.根据权利要求1所述的光催化人工辅酶再生系统，其特征在于，所述含锌金属有机框架@石墨相氮化碳的制备方法包括以下步骤：
6.权利要求1-5任一项所述光催化人工辅酶再生系统在人工辅酶再生中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述应用为，将异质结光催化剂、氧化还原电子介体和电子牺牲剂混合，光照，进行人工辅酶的再生。
8.
9.权利要求1-5任一项所述光催化人工辅酶再生系统在酶催化反应中的应用。
10.一种采用氧化还原酶催化进行产物合成的方法，其特征在于，将权利要求1-5任一项所述光催化人工辅酶再生系统与氧化还原酶和底物混合，光照下反应，进行产物的合成。
...【技术特征摘要】
1.一种光催化人工辅酶再生系统，其特征在于，所述光催化人工辅酶再生系统中包括异质结光催化剂，所述异质结光催化剂含有含锌金属有机框架@石墨相氮化碳，所述人工辅酶选自以下所示结构之一：
2.根据权利要求1所述的光催化人工辅酶再生系统，其特征在于，所述光催化人工辅酶再生系统中还包括氧化还原电子介体和电子牺牲剂。
3.根据权利要求2所述的光催化人工辅酶再生系统，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的光催化人工辅酶再生系统，其特征在于，所述光催化人工辅酶再生系统中，异质结光催化剂、氧化还原电子介体和电子牺牲剂的用量比为0.1～0.5mg：25～200μm：100～1000mm。
5.根据权利要求1所述的光催化人工辅酶再生系统，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪晔，罗非凡，周婕妤，顾翔源，朱宜纯，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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