脂肪酶催化體系設計的核心任務是構建適合脂肪酶分布的油水界面。與微觀油水界面相比，宏觀油水界面（頂油-底水）是一種更符合工業應用的簡化的脂肪酶催化體系，但其催化效率有限。基于一種潛在載體能夠幫助脂肪酶到達宏觀油水界面的假設，本研究通過簡單的逐層靜電紡絲工藝制備了夾層式脂肪酶-膜生物反應器（SLMBs）。這些SLMBs由作為底層的親水性聚酰胺6納米纖維膜（NFM）、作為中間層的混合電紡脂肪酶/PVA NFM以及作為頂層的疏水性EC/PU NFM組成。脂肪酶的負載量可以通過改變中間層的靜電紡絲時間來控制。在優化條件下，SLMBs的催化效率比游離脂肪酶高2.05倍。此外，與游離脂肪酶相比，SLMBs顯示出更好的pH值（在5-10寬pH范圍內具有較高的活性）、溫度（在80℃下保持62%）、儲存穩定性（在4℃下儲存11天后無活性損失）和可重復使用性（在五個循環后保持23%）。
圖1.SLMB構建前每個單一NFM的SEM圖像和SLMB各層的CLSM圖像：PA6 NFM（a）、PA6 NFM層（e）、脂肪酶/PVA NFM（b）、脂肪酶/PVA NFM層（f）、EC/PU NFM（c）、EC/PU NFM層（g），以及SLMB（d，h）。比例尺=1μm（SEM圖像）和5μm（CLSM圖像）。
圖2.SLMB不同側的水和油接觸角（a）以及潤濕性（b）。
圖3.SLMBs宏觀油水界面處的恢復活性。（a）反應過程的視覺圖像。（b）脂肪酶/PVA NFMs不同靜電紡絲時間條件下，脂肪酶負載能力和SLMBs恢復活性之間的相關性，PA6和EC/PU NFMs的靜電紡絲時間分別為2小時和1小時。（c）PA6 NFMs不同靜電紡絲時間對SLMBs恢復活性的影響，脂肪酶/PVA和EC/PU NFMs的靜電紡絲時間分別為2和1小時。（d）EC/PU NFMs不同靜電紡絲時間對SLMBs恢復活性的影響，PA6 NFMs和脂肪酶/PVA的靜電紡絲時間分別為2小時和2小時。
圖4.靜電紡絲時間對疏水性EC/PU NFMs（a）和親水性PA6 NFMs（b）滲透性的影響。
圖5.（a）凝膠捕獲技術方案。（b）嵌入結冷膠中的親水性PA6 NFM（上）和嵌入PDMS油凝膠中的疏水性EC/PU NFM（下）的光學圖像。（c）SLMB油水界面處的相對位置受疏水性EC/PU NFMs的厚度影響。
圖6.SLMB在不同pH值（a）、溫度（b）和儲存穩定性（c）下的適應性，游離脂肪酶和SLMBs隨時間變化的催化效率（d）以及SLMB可重復使用性（e）。SLMB 1-2-3表示親水性PA6膜的靜電紡絲時間為1h，脂肪酶/PVA的靜電紡絲時間為2h，EC/PU NFM的靜電紡絲時間為3h；SLMB 3-2-2表示親水性PA6膜的靜電紡絲時間為3h，脂肪酶/PVA的靜電紡絲時間為2h，EC/PU NFM的靜電紡絲時間為2h；SLMB 3-2-3表示親水性PA6膜的靜電紡絲時間為3小時，脂肪酶/PVA的靜電紡絲時間為2小時，EC/PU NFM的靜電紡絲時間為3小時。
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