脂肪酶微乳液的凝胶固定化研究

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固定化脂肪酶的研究进展

固定化脂肪酶的研究进展

固定化脂肪酶的研究进展摘要固定化脂肪酶是一种重要的酶类生物催化剂,因其具有高效、高选择性、环保等优势而备受关注。

本文将对固定化脂肪酶的研究进展进行综述,主要包括固定化技术、载体种类、酶固定化方法、应用领域等方面,旨在为深入研究和开发固定化脂肪酶提供参考。

引言脂肪酶(Lipase)是一种重要的酶类生物催化剂,广泛应用于食品加工、制药、化工等领域。

传统的脂肪酶生产方式多为分离和提纯天然来源的酶,其成本高、效率低、质量难以稳定。

为了克服这些缺陷,人们通过基因工程技术获得了大量高度纯化的重组脂肪酶,这些酶具有更高的活性、热稳定性和抗丝氨酸等性质,但其应用领域仍然受到限制。

与传统的脂肪酶生产方式相比,固定化脂肪酶因具有高效、高选择性、易回收等优势而受到广泛关注。

本文将从固定化技术、载体种类、酶固定化方法、应用领域等方面对固定化脂肪酶的研究进展进行综述。

固定化技术固定化技术是将酶固定在载体上,形成固定化酶,以提高其催化效率和稳定性的一种生物技术。

固定化脂肪酶通过固定化技术制备而成,其固定化技术主要有物理吸附、交联固定、共价固定、包埋固定、磁性固定等多种方法。

这些方法的选择取决于酶的性质和产物特性以及应用需求等因素。

载体种类载体是将酶固定化在其表面的材料,其种类主要有聚合物、无机材料、金属有机框架(MOFs)、磁性材料等。

聚合物是最常用的载体材料之一,主要包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚酰胺等。

无机材料则包括硅胶、陶瓷、玻璃等,其中硅胶是最常用的载体材料之一。

MOFs是一种新型的多孔有机-无机化合物,可以提供大量的活性位点和大表面积,因此受到研究者的关注。

磁性材料通常是由铁磁性物质和非磁性材料组成的,其具有磁性和化学稳定性,因此可以在固体和液体之间实现快速分离。

酶固定化方法1.物理吸附法物理吸附法是将酶直接吸附在载体表面,主要依靠静电作用力和范德华力等物理力作用固定酶,其优点是操作简便、成本低廉,缺点是载体表面吸附作用力比较弱,酶结合不稳定。

固定化脂肪酶的研究进展

固定化脂肪酶的研究进展

固定化脂肪酶的研究进展固定化酶是一种将酶固定在一定载体上的技术,它可以有效地提高酶的稳定性、重复利用性和操作性,从而广泛应用于食品、制药、生物工程等领域。

其中,固定化脂肪酶是一种重要的酶制剂,具有广泛的应用前景。

本文将对固定化脂肪酶的研究进展进行介绍。

固定化脂肪酶最早应用于生产特定脂肪酸酯的催化反应。

通过将脂肪酶固定在载体上,可以有效地提高其催化活性和稳定性,从而使脂肪酶在催化作用中具有更长的寿命。

同时,固定化脂肪酶还可以简化生产过程,提高产品质量。

在固定化脂肪酶的载体选择上,常用的载体包括无机载体和有机载体。

无机载体主要包括多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶等,这些载体具有较大的比表面积和孔隙结构,可以提供较好的活性位点和固定脂肪酶的空间结构。

有机载体主要包括聚合物材料和纤维材料,通过调整聚合物的化学结构和纤维材料的纤维结构,可以实现对脂肪酶的有效固定,提高其催化活性和稳定性。

固定化脂肪酶的制备方法主要包括物理吸附、化学交联和共价连接。

物理吸附是将脂肪酶与载体之间的非共价相互作用力用于固定酶,例如静电引力、范德华力等。

化学交联是在载体上引入交联剂,使酶与载体之间形成共价键,从而实现酶的固定。

共价连接是通过化学反应在载体上引入活性基团,然后将酶与载体上的活性基团通过共价键连接。

固定化脂肪酶的应用主要包括生产特定脂肪酸酯、脂肪酸的转化、生物柴油的合成等。

在生产特定脂肪酸酯方面,固定化脂肪酶可以通过酯交换反应和酶解反应实现。

通过固定化脂肪酶催化,可以有效地控制反应条件,提高反应速率和产物选择性。

在脂肪酸转化方面,固定化脂肪酶可以催化饱和脂肪酸的脱饱和反应和反硝化反应,从而实现对脂肪酸的功能性改造。

在生物柴油的合成方面,固定化脂肪酶可以有效地催化酯交换反应和脂肪酸甲酯化反应,从而提高生物柴油的产率和质量。

除了以上应用外,固定化脂肪酶还可以应用于废水处理、食品加工、药物合成等领域。

通过固定化脂肪酶催化,可以实现废水中脂肪酸的降解,减轻环境污染。

固定化脂肪酶研究进展

固定化脂肪酶研究进展

菌 D?DG! 溶液中, 静置固化 /0)9: , 经过滤、 洗涤和干 燥后得到球状固定化酶。固定化酶的活力回收约为 8/’7" 。酶学性质研究表明, 此固定化酶的热稳定性 较好。游离酶在 3&1 下保温 7, 已完全丧失活力, 而 固定化酶在 7&&1 下保温 7, 仅损失 83’!" 的活力, 在 7&&1 下保温 3, 仍可保持 /3’+" 的酶活力。酶经 固定化后, 其橄榄油水解反应的最适温度由 /&1 上 升至 (&1 , 2 ) 值 由 78’+)5 $ )* 降 为 +’7)5 $ )*。常 见有机溶剂对固定化酶的活力影响较小。将该固定 化脂肪酶用于非水溶剂中正戊酸异戊酯的合成, 重 复使用 3 次后, 固定化酶仍保持 (0" 的酶活力。
[B ] 等从 =# 种不同来源的树脂中筛选出固 李南薇
催化技术虽然成熟, 但酶分离困难, 不能重复使用, 难以实现过程连续化, 因此脂肪酶催化技术工业化 很大程度上取决于酶的固定化
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。当底物和产物是
小分子的可溶性物质时, 固定化酶更占优势。所 谓 固定化酶 就 是 指 在 一 定 空 间 内 呈 闭 锁 状 态 存 在 的 酶。固定化酶 的 两 个 最 大 的 优 点 是 酶 易 与 产 物 分 离, 可重复使用。通过固定化操作, 可以改变酶的一 些性质, 例如 K2:02+L2 K+)4/M.). 等
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包埋法 是 不 需 要 化 学 修 饰 酶 蛋 白 的 氨 基 酸 残 基, 反应条件温和, 很少改变酶结构的固定化方法。 其基本原理是单体和酶溶液混合, 再借助引发剂进

脂肪酶固定化的新方法研究及其应用的开题报告

脂肪酶固定化的新方法研究及其应用的开题报告

脂肪酶固定化的新方法研究及其应用的开题报告一、选题背景脂肪酶(Lipase)是广泛应用于食品、医药、化工等领域的一类重要酶。

目前,大多数的脂肪酶分离纯化方法采用离子交换色谱、凝胶过滤、透析等传统方法,但这些方法存在分离纯化周期长,成本高,难以大规模生产等问题。

因此,对脂肪酶固定化的研究具有重要意义。

脂肪酶固定化可以提高催化活性和稳定性,减少废弃物污染等优点,成为了研究的热点。

目前常见的固定化方法有包埋法、吸附法、凝胶法等。

但这些方法还存在着单一、操作困难等问题。

因此,本研究旨在探究一种新的脂肪酶固定化方法,使其具有更高的效率和实用性。

二、研究内容与目的本研究将探究一种新的脂肪酶固定化方法,该方法是基于金属有机骨架材料(MOF)的。

MOF具有稳定的多孔结构和良好的吸附性能,易于构造多种功能化材料,在催化应用方面具有广泛的应用前景。

本研究的目的是通过MOF固定化脂肪酶,提高其酶活性,稳定性和重复使用次数,拓展其在食品、医药等领域的应用。

具体研究内容包括:1. MOF的制备和表征2. MOF固定化脂肪酶的制备和表征3. 固定化脂肪酶的催化性能研究,包括酶活性、稳定性和重复使用次数等方面的研究4. MOF固定化脂肪酶在食品、医药等领域的应用实验三、研究意义本研究将探究一种新的脂肪酶固定化方法,对脂肪酶的高效、稳定和重复使用具有重要的意义。

该方法具有以下几个扩大应用的优点:1. MOF材料生产成本低廉,有望实现在大规模生产中的应用2. 脂肪酶的稳定性和催化活性得到提升,可支持更多化学反应的进行3. 固定化脂肪酶的重复使用次数增加,节约成本,提高效率4. 有望广泛应用于食品、医药和化工领域四、研究方法和技术路线1. 实验用具的准备,如摇床、离心机、pH计、紫外分光光度计、荧光分光光度计等2. MOF材料的制备和表征3. 脂肪酶的生物学特性分析4. MOF固定化脂肪酶的制备和表征5. MOF固定化脂肪酶的催化性能研究,包括酶活性、稳定性和重复使用次数等方面的研究6. MOF固定化脂肪酶在食品、医药等领域的应用实验七、论文结构本研究将完成以下部分的论文:1. 绪论2. 相关理论和方法3. MOF固定化脂肪酶的制备和表征4. 固定化脂肪酶在催化反应中的应用5. 结论6. 参考文献以上是本研究的开题报告,目前仍需在实验数据上进行更深入的探究和研究。

开题报告 脂肪酶的固定化研究

开题报告 脂肪酶的固定化研究

毕业论文开题报告一.选题背景和意义一.选题背景(1)脂肪酶的应用脂肪酶是一类特殊的酰基水解酶,它能在油水界面上催化酯水解和醇解、酯合成、酯交换、内酯合成、多肽合成、高聚物合成及立体异构体拆分等有机合成反应,是目前被重点研究的酯催化剂。

脂肪酶也是一种重要的工业酶类,应用于油脂水解、食品风味和香味的改进、医疗医药、皮革绢纺脱脂等优质化工和有机合成工业中。

脂肪酶催化的反应具有条件温和、耗能低、原料要求低、成品质量高等优点,尤其是1,3一专一性脂肪酶,可用于特殊脂肪酸、单甘酯的合成及立体选择性化学合成和分解,具有巨大的应用潜力。

随着人们生活水平的提高,在食品、牛奶、香水、化妆品和医药中添加天然成分的产品越来越受消费者青睐。

由天然底物生物合成的化合物被认定为天然产物,而同样的原料用化学法生产的产物则不受欢迎。

因此,天然成分在今后将会具有很大的需求,这使生物催化剂极具吸引力,所以说,脂肪酶在油脂、食品、医药、化妆品等领域具有光明的应用前景。

(2)应用中出现的问题在利用脂肪酶催化反应进行工业化生成遇到了一些问题,归纳起来主要有以下几个方面:1)酶的分离困难,反应结束后难以从反应液中回收尚未变性的脂肪酶加以重复利用,难以实现过程的连续化。

2)酶在非水溶液中不溶解,反应过程中容易结块,大大降低了酶的利用率。

3)脂肪酶催化反应的底物油脂不溶于水,因而必须加入合适的溶剂或乳化剂使酶分子与底物分子紧密接触。

这样易使产品被残余酶活污染,不易储存,必须进行后处理。

4)对单级反应器,脂肪酶的使用寿命受反应器空时的制约,使脂肪酶的部分潜在酶活受到损失。

5)脂肪酶价格昂贵,使用一次就废弃,对酶的利用很不经济,成本太高。

二.选题意义正是由于游离脂肪酶在催化反应中存在缺点,因此难以实现工业化应用。

为此,许多研究者展开了对脂肪酶进行固定化的研究,寻找解决脂肪酶的工业化应用问题。

同时,固定化技术一直也是学术界和工业界的接触点和共同热点。

脂肪酶固定化及固定化脂肪酶的应用研究进展

脂肪酶固定化及固定化脂肪酶的应用研究进展

物膜 腔 中 ,以达 到 固定 化 酶 。它 包 括 网 格 型 和微 囊 型 2种 。 网格 和 微 囊 的 结 构 可 以 防止 酶 渗 出 到周 围 脂 肪 酶 (ps,EC311 ,甘 油酯 水 解 酶) 是 介质 中,但底物仍能渗入到网格或微囊 内与酶接触。 1 ae ..... i 3 类 特 殊 的 酯 键 水 解 酶 ,能 分解 生 物 产 生 的 各 种 天 所 以包 埋 法 只 适 合作 用 于小 分 子 底 物 和产 物 的酶 [ 3 1 。 然 油脂 ,主要 水 解 由甘 油 和 1 2碳原 子 以上 的长 链 脂 包 埋 法 一 般 不 需 要 与 酶 蛋 白的 氨基 酸残 基 进 行 结 合 肪 酸 形 成 的甘 油 三 酯 。 其 重 要 特 征 是 在 异 相 系 统 反应 ,很少改 变酶 的高级结构 ,酶活 回收率较高 , ( 油一 水 ) 界 面 上水 解 特殊 酯 ( 肪 酸 甘 油 酯 ) 类 。 该 方法 可应 用 于许 多酶 、微生 物 和细胞 器 的 固定 化 。 脂 作 为重 要 的工 业用 酶 广 泛应 用 于 食 品 、制 革 、饲 料 、 1 吸 附法 . 2
etr (at ai l e ds i teh t oeeu ytm (i- t ) it fc.t a a m otn adawd n eo s s Ft cdg cr e) n h e rgno sss e y y i e e o Wa r ne ae I hs ni pr t n ier g f l e r a a
0 引言

吸 附法 是 利 用 离 子 键 和物 理 吸 附等 方 法 ,将 酶 固定在 纤 维素 、琼脂 糖等 多糖 或多孔 玻璃 、离子 交换 1 脂肪 酶 的 固定 化方 法 树脂 等 载体上 的 固定 方式 。其 优点 为 :载体 选择 范 围 固 定 化 酶 是用 物 理 或 化 学 方 法 使 酶 与 水 不 溶 性 较广 ,操 作过程 简单 ,处 理条 件温 和 ,对酶 的损 害作 大 分 子 载 体 结 合 或 把 酶 包 埋 在 水 不 溶 性 凝 胶 或 半 透 用小 。但是 ,酶与载体 的吸 附力 比较 弱 ,容 易在不 适 膜 的微 囊 体 中制 成 的。酶 固定 化后 一 般 稳定 性 增 加 , 宜 的 p H值 、高盐 浓度 、高底 物浓 度 以及 高 温条件 下 易 从 反 应 系 统 中分 离 ,便 于 运输 和贮 存 ,且 易 于 控 解 吸脱 落 『 3 _ ,故很 少有 大规 模工 业化 的报 道 。 制 ,能 反 复多次 使 用 ,有利 于 自动 化生 产 。 吸 附 载 体 包 括无 机 载 体 和 有 机 载 体 。无 机 载 体 脂肪酶作为酶 的一种 ,其 固定 化方法与其他酶 包 括 多 孔 陶 珠 、多 孔 玻 璃 、氧 化 铝 、活 性 炭 、硅 相 同 ,大 致 可 分 为 :包 埋 法 、吸 附法 、共 价 结 合 法 和交 联 法等 。 11 包 埋 法 . 将 酶 分 子 包 埋 于 凝 胶 的 网 眼 中或 半 渗 透 的 聚 合

脂肪酶膜固定化方法的研究

脂肪酶膜固定化方法的研究
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脂肪酶的固定化
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[’] 壳聚糖涂层法
猪胰脂肪酶 ( 345.678 397.589: ;6<9:8) , =6>/9 公 司; 滤纸, 杭州新华滤纸厂; 高碘酸钠, 分析 !& ./,
河北省自然科学基 !本项目得到国家自然科学基金、 金、 山东大学微生物技术国家重点实验室资助 现工作单位为河北师范大学化学系 !!彭立凤: 收稿日期: !"""—#!—#$ 万方数据
!,(,%,! 壳聚糖涂层方法 将壳聚糖用 $0 醋酸溶 液溶解, 用纱布过滤。将预先烘干称重的滤纸浸渍 在上述溶液中, 于 *#C 以下烘干 (* H, !( H 后取出, 再进行第二次涂层。干燥后称重, 记录涂上去的壳
#))) 年第 #4 卷第 ! 期




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聚糖的质量。 !"#"$"# 脂肪酶的固定化 将壳聚糖涂层滤纸在 室温下浸渍在戊二醛溶液中, 在摇床中摇动一定时 间进行活化, 然后取出滤纸, 以去离子水冲洗数次至 中性。用 %&’"( 的磷酸盐缓冲溶液配制酶液, 然后 离心除去悬浮物, 将上述活化的滤纸再与 #) *+该酶 液混合, 在摇动下进行交联反应。反应完毕, 用去离 子水充分洗涤, 测定固定化酶的酶活。 !"#",

脂肪酶微乳液的凝胶固定化研究

脂肪酶微乳液的凝胶固定化研究
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因而有必要对含酶微乳液进行固定化 L? 2年代末 期3 胶体化学家发现 QJ -微乳 液体系 可 以 发生 胶 凝 作 用3 并对微乳液凝胶进行了一系列物理表 等人便开始尝试对含酶微 L8 2年代初 3 S ’ ’ T H = 3 ; 乳液进行凝胶固定化 IL 实验表明 3 微乳液凝胶
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第 .卷第 (期
图! 在微乳液区域选点 ! 根据所选点的重量百分组 计算出各组分的 成 及需配 制 的 微 乳 液 的 总 重 量 ! 重量 "称一定量的 #$% 于一定量的正庚烷中 ! 溶 加入一定量的水 & 水用磷酸缓冲液代替 ’ 轻 解后 ! ! 摇数十秒后即成透明的油包水微乳液 " 称取明胶 + ) , -于烧杯 中! 加入水 . 加热溶解后在 水浴中保温 ) ( ! + + / 0 加* 脂肪酶于在 水浴中预 保温 的 1 + + / ( 1 ) 1 2某个配比的微乳液中 ! 搅拌溶解后 ! 立即倒入预保 温的明胶水溶液中 ! 用力搅拌均匀后 ! 取出冷至室 温! 然后放入冰箱冷冻 ( 再取出用刀切成 * 3 ! 4 6 5 2 小块备用 " 按上 ( ) ( ) ( 水固定化酶 用缓冲液代替微乳液 ! 法可制得明胶包埋水固定化酶 " ( ) 6 酶活力测定方法 ( ) 6 ) * 酶活定义 每毫克脂肪酶在 * 4内 消 耗 正己酸被定义为 *个酶活单位 & * " 7 28 9 :’ 称重 ( ) 6 ) ( 测定方法 从冰箱取出切好的酶块 ! 后放入在 ( + /下 预 保 温 的 有 + ) 1 1 ) (28 ; 29 9 < 正己酸和 + 具 ) 129 1 ) (28 ; 1 1 9 <正 辛 醇 的 * 29 塞锥形瓶中 ! 反应 3 取出用 ( 正庚烷洗 ) +29 4后 ! 加 涤两次 3 / 冰箱中保存 "合并洗涤液与反应液 ! 入* 乙醇和 滴 酚酞指示剂 用已标 +29 = + > 6 ( > ! 定的 1 ) 1 +28 ; 9 <的 ?@ $A 滴至粉红 " 以 不 加 酶 计算酶活& 取6 块 的 三 角瓶为空 白 对 照 ! B +次 平 均值 ’ "
? 3 8 I 道H 遗憾的是这些研究报道缺乏有关酶 L 然而 3
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< :9 I 研究领域 RR 胶束酶学H L 以往的研究多集中在
活性 及稳 定 性 的 具 体 数 据 3 更没有讨论有关微乳 液 的 百 分 组 成B F G值以及水与表面活性剂的摩 尔 比5 对 固 定 化 酶 的 活 性 及 机 械 强 度 的 影 响3 6 K 2 尤其是微乳液的百分组成 L 本文将系统研究以琥 珀 酸二辛酯磺酸钠5 水J 正庚烷所构成的 J CDE6 QJ -微乳 液的百分组 成 B F G 值B K 2 值 对以此 微乳 液为基底的明胶固定化脂肪酶的活性和机械强度 的 影响 3 并对此固定化酶的一些物理化学性质作 之所以选择脂肪酶是因为 5 有关报道 初步探讨 L < 6 已证实它在微乳液凝胶中有活性 3 它在微乳液 5 1 6 体 系 中 的 一 些 特 性 已 有 许 多 报 道3 它比较稳 5 9 6 定B 价格便宜 B 购 买 容 易3 它 在 不 对 称 合 成B 药 5 O 6
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6 ) * 微乳液参数对固定化酶活性及机械强度的影响 用 6 ) * ) * D A 对固定化酶活性的影响 1 ) 1 , , ; 28 9 <的 EA( F $3 及 ?@ AF $3 配 制 D A为 ( , ) G * ! , ) = G ! . ) * . ! . ) 6 G及 . ) . 6的磷酸缓冲液 "再 按重量百分 比 . 油 H 水 H #$%’ 配制 * H* ( H* . & 各D 加 酶 粉 分 别 制 胶! ( 3 4后 A 值对应的微 乳 液 ! 测酶活 " 有关结果见图 * " 由图 *可见 ! D A 对微乳液固定化酶活性的影 响 呈 钟 形 曲 线! 十分类似于 D A 对微乳液体系中 酶 活的 影响 " 在 D ) = G B. ) 6 G之 间 酶 活 较 大 ! A, 最佳 D ) * . " 6 ) * ) ( 含酶微乳液的配制方式 A为 . 对 固定化酶活性 的影响 加入酶粉 " 将微乳液配好后再 & * ’
< 山东大学微生物技术国家重点实验室 济南 山东大学胶体与界面化学教育部开放研究实验室 3 济南 1 = 2 < 2 2 A 3 1 = 2 < 2 2 6 5
摘 要 系统研究了由正庚烷B 水B 琥珀酸二辛酯磺酸钠5 所构成的油包水微乳液的百分组成B CDE6 F G 值B 的比值 等对以此微乳液为基底的明胶固定化脂肪酶的活性及机械 强 度 的 影 响 制 备 出 H J H 5 6 3 2 G1 DI CDEI K 了具有超高活性的微乳液凝胶固定化脂肪酶 L 此外 3 还对固定化酶的一些酶学特征进行了初步表征 L 最佳酶 活对应的 F 酶 活 随 CDE 百 分 比 的 增 加 而 提 高 3 但机械强度正好相 M < ; 3 N左右 L 在恒 定 K 2为 < 2值下3 K G为 ; 反 L酶以酶粉形式直接加入微乳液中所得固定化酶的活性要比酶以酶液形式加入到 CDE 的正庚烷中所得的 活性要高 L微乳液凝胶固定化脂肪酶的活力大约是水固定化酶的 < 且在 O 2倍 3 P 下其活性半个月内无明显变 化 L 对中长链的脂肪醇或酸同系物 3 该固定化酶所显示出的底物选择性差异不大 L 关键词 脂肪酶 A 微乳液 A 固定化 A 凝胶 A 酶学特性






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脂肪酶微乳液的凝胶固定化研究 @ 黄锡荣 李越中 < 姜兴涛 < 韩学坤 张文娟 曲音波 <
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由 表 *可 以 看 出 ! 将酶粉直接加入缓冲液中 配制含酶微乳液所得的固定化酶的活性较高 " 6 ) * ) 6 明胶与水的比例对凝胶强度及酶活性的 影响 按方式 & 配制含酶微乳液 " 微乳液的百分 * ’ 组 成为 . 油 H 水 H #$%’ 缓冲液的 * H* ( H* . & ! 固定明胶与水的总量为 , 改变两 ) * . " ) 3 ! D A为 . 者的相对比例制胶& 步骤见 ( ) ( ) * ’ ! ( 3 4后 在 重量比在 , ( + /下 测 酶 活"实 验 中 发 现! H* 1至 表( * 1 H,范围内制成的胶不坍塌而且均匀性好 " 列 出 了 此 范 围 内 不 同 胶; 水重量配比对应的酶活 数 据 " 由 表 (可 见 ! 最 佳 胶; 水重量比为 ( ) G H 6 ) , " 6 ) * ) 3 微 乳 液 百 分 组 成^ _ 1值对固定化酶活性 及 强度的 影 响 从 相 图 中 选 择 有 代 表 性 的 点 ! 配 制 不 同百 分比例 的微乳 液 & 水 相为 D ) * .的 磷 A. 酸缓冲液 ’ 按微乳液固定化方法制胶 ! 测酶活 " 有 ! 关结果见表 6 "
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