生物制药设备文献综述
酶在制药方面的应用.——文献综述

酶在制药方面的应用摘要:酶的生产与应用技术过程叫做酶工程。
药用酶是指具有治疗和预防疾病功效的酶。
酶法制药是在一定条件下利用酶的催化作用,将底物转化为药物的技术过程。
现在生物制药越来越受到人们的关注,本文将对酶在制药方面的应用展开讨论。
关键字:酶工程;应用;药物引言:因为酶的催化作用专一性强,催化作用效率高和催化条件温和,酶制剂已成为制药方面的新宠。
在制药方面,酶的使用越来越广泛,治疗效果也很显著。
Abstract: The enzyme production and application technology of enzyme engineering process called. A medicinal enzyme is a treatment and prevention of diseases of the enzyme. Enzymatic method of medicine is that under certain conditions the enzyme catalysis, converting a substrate for drug technology process. Now the biopharmaceutical receives people's attention more and more, the enzymes in pharmaceutical applications are discussed.Keywords: enzyme engineering; application; drugIntroduction:Because the enzyme catalysis has strong specificity, high efficiency and catalysis catalytic mild condition, enzyme preparation has become the new favorite of pharmaceutical. In medicine, the enzyme is used more and more widely, and treatment effect is also very significant.一、概述酶工程是现代生物技术的重要组成部分,酶工程制药是将酶或活细胞固定化后用于药品生产的技术。
生化、制药专业毕业论文文献综述综述

微污染物-微生物活性的微流控芯片直接检测1. 研究的目的和意义环境监控已越来越为人们所需要,这就要求有合适的实时检测设备。
微流控芯片(Microfluidic Chip)将化学、生物、医学等领域所涉及的样品的选择、制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一个几平方厘米(甚至更小)的微芯片上,通过微通道结构来控制流体流动,从而完成不同的化学或生物反应过程,并对其产物进行分析,它为生化分析新局面的开创提供了一个新的研究平台。
通俗点,就是将实验室搬到微芯片上,微流控芯片为环境监控提供了一种合适的分析监测设备。
本文介绍了以色谱纸为基材制作了纸基微流控芯片的基本概况、芯片的发展现状、芯片的制作、芯片检测方法,并将纸基微流控和微污染物-微生物的活性相结合,对微污染物-微生物活性的微流控芯片直接检测进行了初步研究。
2. 微流控芯片的基本概况一种新兴的芯片技术——微流控芯片技术以其快速分析、低消耗、微型化和自动化等特点发展非常迅速。
微流控芯片(又称芯片实验室)是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术。
它具有将化学和生物实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的能力,已经显示了重要的应用前景。
该技术是在分析化学领域发展起来的,它以分析化学为基础,以微机电加工技术、微流体驱动或者控制、检测技术为依托,以微通道网路为结构特征,以化学和生命科学为主要应用对象,把整个实验室的功能集成到芯片上,而且制作简便,作为一种新兴的科学技术,微流控研究已经涉及化学、生物学、工程学和物理学等诸多领域,学科交叉性强,分析化学则是其第一轮也是最直接的一个应用领域[1]。
近年来,微流控研究发展迅速,技术创新层出不穷,应用领域不断拓宽。
3. 微流控芯片的发展现状微型全分析系统(Miniaturized Total Analysis Systems,μ-TAS)的概念是1990年Manz和Widmer等人首次提出来的,目前已经发展为世界上最先进的科学技术之一。
制药设备发展现状与趋势的调研报告

制药设备发展现状与趋势的调研报告近年来,随着药品研发和生产的不断推进,制药设备作为药品生产的重要保障,也得到了迅速的发展。
本文将对制药设备的现状与趋势进行调研分析。
一、制药设备现状1.主要设备分类制药设备广泛,按照功能可分为制剂设备、中间体制备设备、原料药制备设备、包装设备等四大类。
制剂设备主要包括混合设备、制粒设备、包衣设备、粉碎设备、干燥设备、浓缩设备、提取设备等,是制剂工艺的关键设备。
中间体制备设备主要包括反应釜、发酵罐、萃取塔、萃取罐、蒸发器等,是中间体制备工艺的关键设备。
原料药制备设备主要包括化学合成设备、晶体生长设备、蒸馏设备等,是原料药制备工艺的关键设备。
包装设备主要包括灌装机、封口机、贴标机、盒装机等,是制剂包装工艺的关键设备。
制药设备市场划分较为细致,按照设备类型划分,其中化学合成设备和制剂制备设备市场份额最大。
随着药品研发和生产技术的不断改进,高效、绿色生产已成为制药设备的主要发展方向。
其中,高效生产需要制药设备具备高效连续生产、高积累密度、高回收率、低污染产物等关键技术。
3.制药设备主要生产国家全球制药设备市场较为集中,美国、德国、日本、瑞士等国家具有较强的技术和制造能力,其制药设备市场主导地位得到维持。
我国是全球制药设备市场的重要制造基地之一。
近年来,我国在制药设备制造和技术研究方面也迅速发展。
中药材设备、功能性食品设备,新型制剂设备等正在逐渐强化竞争力。
1.智能化制药设备的智能化已成为未来的发展趋势。
智能化制药设备可实现全自动化远程控制、智能监视和远程适应能力,提高生产效率,降低生产成本。
2.高效化高效化是未来制药设备的重要方向,高效设备可以大幅提高生产效率,从而降低生产成本,并且对于节约原材料资源也有很大的帮助。
3.绿色化随着全球环保理念的加强,制药设备越来越注重生产环境的保护,绿色制药设备成为未来制药设备的重要方向之一。
4.集成化市场对于多功能集成设备的需求不断增加,集成化设备的出现将可大幅提高设备的生产效率,并且帮助企业生产出更加优质的产品。
制药工程毕业论文文献综述

制药工程毕业论文文献综述在现代医药领域中,制药工程作为一门综合性学科,对于新药的开发和生产起着关键作用。
本文将通过综述相关文献的方法,探讨制药工程领域的发展趋势和关键技术。
1. 前言制药工程是制药学中与工程学和技术相关联的学科,旨在通过工程原理和技术手段来开发和生产药品。
制药工程的发展使得药物的研发和生产更加高效和安全。
2. 制药工程的发展历程2.1 传统制药工程传统制药工程主要关注药物的生产过程,包括原料选择、药物合成、药物提取和纯化等。
这些传统方法在一定程度上满足了当时的需求,但存在效率低、成本高和环境污染等问题。
2.2 现代制药工程随着科学技术的进步,现代制药工程引入了先进的技术手段,如生物制药、基因工程和纳米技术等。
这些手段不仅提高了药物的质量和效果,还改善了制药过程的工业化和可持续发展。
3. 制药工程的关键技术3.1 生物制药技术生物制药技术采用生物体或其部分进行药物的合成和生产,包括基因工程、酶工程和细胞培养等。
生物制药技术不仅可以提高药物的纯度和效力,还能减少药品对环境的污染。
3.2 微观尺度控制技术微观尺度控制技术主要包括纳米技术和微流控技术。
纳米技术可以制备纳米级的药物载体,提高药物的水溶性和生物利用度。
微流控技术则可以精确控制药物的制备过程,提高产品的均匀性和稳定性。
3.3 过程优化和工业化通过优化制药过程和推进工业化生产,可以提高药物的产量和质量,降低生产成本。
过程优化的关键在于合理选择反应条件、优化设备结构和控制操作参数。
4. 制药工程的挑战与展望4.1 多学科融合制药工程涉及多个学科的知识和技术,需要不同学科之间的紧密合作和交流。
多学科融合的发展将进一步促进制药工程领域的创新和进步。
4.2 环境友好随着社会对环境保护的关注增加,制药工程需要更加注重环境友好性。
开发绿色制药技术和减少废弃物的产生,是制药工程未来的发展方向。
4.3 自动化和智能化自动化和智能化技术的应用将大大提高制药过程的效率和可控性,减少人为错误和劳动强度。
生物制药产业参考文献

生物制药产业参考文献第一篇:生物制药产业参考文献参考文献1生物制药产业生物药物是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等,综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。
市场情况医药产业是国民经济的重要组成部分,与人民群众的生命健康和生活质量等切身利益密切相关。
改革开放以来,中国医药行业一直保持较快的增长速度,1978-2010年,医药工业产值年均增速达到15%以上,规模不断扩大,经济运行质量与效益不断提高。
目前,我国已成为全球最大的药物制剂生产国。
生物技术成果与微生物学、化学、生物化学、药学等科学的原理和方法结合形成了医药行业的重要子行业之一。
前瞻网发布的《2013-2017年中国生物制药行业产销需求与投资预测分析报告》显示,近年来国家加大对生物技术创新和生物产业发展的支持力度,使我国生物制药行业保持快速发展势头。
数据显示,2003-2010年中国生物制药行业销售收入年复合增长率达21.52%,2010年行业产销规模突破千亿元,同比增速超过40%。
认为,未来十年,一批基因治疗方案、药物将进入应用阶段。
中国生物药研发与产业化能力也将大幅度提高,形成化学药、中药、生物药三足鼎立的药物新格局。
我国将针对癌症、心脏病、高血压、糖尿病、神经系统疾病等重大疾病,取得200个生物新药证书,开发近200种生物药,近400个生物药进入临床试验阶段,中国生物制药的高速发展时代已经到来。
2011年生物制药的销售额已达1600亿美元,占全球药品市场份额的19%,预计到2020年,生物制药在全球药品销售中的比重将超过三分之一。
我国医药制造业年总产值已经超过1.2万亿元,近年出口年均增长率也稳定保持在25%-30%。
其中,化学原料药是代表我国医药产业国际竞争力的重要产业,年产值占全国医药总产值的近一半,出口比重超过60%。
生物制药设备3篇

生物制药设备第一篇:生物制药设备的概述生物制药作为新一代治疗药物,具有高效、高度特异性和低毒副作用等特点,被广泛应用于医疗领域。
而生物制药的制造离不开高质量的生物制药设备,其制造过程不仅需要高精度的技术和设备,还需要满足GMP等相关法规的要求。
生物制药设备是指生物制药制造过程中所需的各种设备和技术,主要包括发酵罐、纯化设备、灭菌设备、冻干设备、输送器和环境控制设备等。
其中,发酵罐和纯化设备是生物制药制造过程中的核心设备。
发酵罐是生物制药制造中进行培养的容器,其主要作用是提供一个温度、pH值、气体、营养物质和氧气等多个因素均可控的环境,使微生物在其中进行生长和繁殖。
根据不同的生物制药制造需求,发酵罐的规格和形式也不同。
纯化设备是生物制药制造中提取纯化产品的设备,其主要作用是将发酵罐中的杂质和未反应的废物分离出来,使所得到的产品达到一定的纯度和质量要求。
纯化设备主要包括过滤器、离心机、柱层析系统和膜分离系统等。
除了核心设备外,生物制药设备中的灭菌设备和冻干设备也非常关键。
灭菌设备主要用于保证生产过程中的无菌操作和控制细菌感染,如蒸汽灭菌器、紫外线灭菌器和滤芯灭菌器等;冻干设备主要用于将药物制品转化为干燥状态,以方便保存和运输,如真空冻干机和浅层托盘式冻干机等。
生物制药设备的发展趋势主要体现在以下几个方面。
一是智能化水平不断提高,即根据生产流程和产品要求,通过控制系统实现精确的温度控制、压力控制、流量控制和营养物质控制;二是节能减排,即采用新型材料和技术,降低能耗、减少废水废气和废弃物的排放;三是发展高效的综合制造平台,即集成化、模块化和数字化,实现生产过程的可视化、标准化和自动化。
总之,生物制药设备是保证生物制药质量和效益的关键因素,其发展趋势是智能化、节能减排和集成化。
这也为生物制药行业打造更高水平、更创新的药品提供了技术和设备支持。
第二篇:生物制药设备的应用生物制药设备广泛应用于生物制药领域,特别是在疫苗、蛋白质药物和基因工程药物的制造过程中。
关于国内外生物技术制药的新工艺学科发展动态方面的综述

关于国内外生物技术制药的新工艺学科发展动态方面的综述
生物技术制药是一种应用生物技术来制造药物的方法,它涉及到从生物体内提取物质,对其进行分离、纯化、修饰和合成等技术操作,以制备出具有特定功效的药物。
随着科学技术的不断发展,生物技术制药的新工艺学科也在不断发展。
近年来,国内外生物技术制药的新工艺学科发展动态主要表现在以下几个方面:
1. 生物技术制药的新工艺技术不断涌现。
例如,基于纳米技术的生物技术制药工艺、基因编辑技术、单细胞测序技术等,这些新技术的应用为药物研发和生产提供了新的手段和思路。
2. 生物技术制药的新工艺学科越来越注重药物的靶向性和副作用小的特点。
研究者们通过调整药物的化学结构和作用机制,使得药物能够更好地靶向作用于病变部位,减少副作用的发生。
3. 生物技术制药的新工艺学科也注重药物的国际化和标准化。
随着全球化的发展,各国之间的药品监管和标准也越来越统一。
因此,生物技术制药的新工艺学科需要注重国际化和标准化,以保证药物的质量和安全性。
4. 生物技术制药的新工艺学科也注重药物的临床试验和市场推广。
随着药物研发成本的不断增加,研究者们需要更加注重临床试验和市场推广,以降低药物研发成本,提高药物的上市成功率。
总结起来,随着科学技术的不断发展,生物技术制药的新工艺学科将会在未来的发展中不断得到完善和创新,为疾病的治疗和预防做
出更大的贡献。
生物制药技术中的关键设备与仪器

生物制药技术中的关键设备与仪器生物制药技术是通过利用生物学原理和技术手段来生产药物的一种方法。
它在医药领域中具有重要意义,为治疗疾病和保障人类健康发挥着关键作用。
在生物制药过程中,很多关键设备和仪器起着至关重要的作用,它们可以帮助科学家们进行有效的药物研发和生产。
首先,生物反应器是生物制药中的核心设备之一。
生物反应器是用于生物反应的容器,可以提供合适的生物环境来促进细胞生长和代谢产物的积累。
其中最常用的是发酵反应器,它可以为细胞提供适宜的温度、搅拌速度、氧气、营养物质等条件。
发酵反应器在生物制药过程中广泛应用于制备蛋白质药物、抗生素、酶、疫苗等。
另一个关键设备是分离纯化设备,用于从生物反应物中分离纯化目标产物。
常见的分离纯化设备包括超滤器、凝胶柱、离心机等。
超滤器可以通过筛选作用将目标分子与其他大分子物质(如蛋白质和核酸)进行分离,凝胶柱则可以根据分子大小、电荷和亲和力等原理将混合物中的目标组分分离纯化。
离心机则利用离心力将细胞、细胞碎片和大颗粒物质与目标产物进行分离。
这些分离纯化设备可以有效去除杂质,提高目标产物的纯度和质量。
生物安全柜是生物制药实验室中至关重要的设备。
生物安全柜是一种具备高效过滤系统和紫外线灭菌功能的防护设备,可以有效防止病原体和有害微生物的泄漏,保护实验人员和环境安全。
生物安全柜的设计和操作要符合生物安全级别,确保药物研发过程中不会引入外部污染源,保障实验室内的生物材料的安全。
另外,生物传感器也是生物制药技术中不可或缺的仪器。
生物传感器是一种可以检测特定生物分子或生物活性的装置,常用于监测细胞活力、药物浓度和生理参数等。
生物传感器的应用领域广泛,可以用于药物筛选、药代动力学研究、毒性测试等。
它们可以帮助科学家们实时监测和控制生物制药过程中的关键参数,提高药物的制备效率和质量。
最后,高效液相色谱仪和质谱仪是在生物制药技术中常用的分析设备。
高效液相色谱仪(HPLC)通过对液相样品的分离和定量分析,可以确定药物的纯度和含量,并检测杂质的存在。
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生物制药设备文献综述综述题目微反应器及固定化酶微反应器的研究与进展英文题目Current situation and development trend of microreactor and immobilized enzyme microreactor 专业生物制药(卓越工程师)院部生命科学与技术学院学号14404806姓名龙益如目录微反应器及固定化酶微反应器的研究与进展 (3)前言 (4)1微反应器的概念、分类及结构 (5)1.1微反应器的概念 (5)1.2微反应器的分类 (5)1.3微反应器的结构 (5)2微反应器的特点 (6)2.1比表面积的增大和体积的减小 (6)2.2对反应温度的精确控制 (7)2.3对反应时间的精确控制 (7)2.4物料以精确比例瞬间均匀混和 (7)2.5结构保证安全 (7)2.6无放大效应 (7)3固定化酶微反应器 (8)3.1固定化酶微反应器概述 (8)3.2固定化酶微反应器的制备 (8)3.2.1共价键合法 (9)3.2.2物理吸附法 (10)3.2.3配位络合法 (11)3.2.4生物固定法 (11)3.2.5包埋法 (12)3.3固定化酶微反应器的应用 (12)4微反应器的应用 (15)4.1精细化工和制药工业 (15)4.2生物化学 (15)4.3多功能集于一体的微反应器 (16)5微反应器研究概况及存在的问题 (16)6展望 (18)参考文献 (19)微反应器及固定化酶微反应器的研究与进展14404806 龙益如摘要:微反应器是微化工技术的核心之一,是一类新型反应设备,在微结构的作用下,可形成微米尺度分散的单相或多相体系的强化反应过程,从而具有反应温度和时间精确控制等优点。
固定化酶微反应器是将生物分子固定技术与生化微反应相结合制备的一种固定化催化装置。
这种微型化的反应系统由于兼具固定化酶的特异性催化、可重复利用及微分析的低消耗、易分离等优点,在生命科学如蛋白质组学、酶抑制剂的筛选、生物催化等领域具有非常重要的作用。
主要介绍微反应器的特点和研究进展以及固定化酶微反应器的制备和应用等内容。
关键词:微反应器;固定化酶微反应器;微反应器放大;微反应器应用。
前言微化工技术是化工学科的前沿,以微反应器、微混合器、微分离器、微换热器等设备为典型代表,着重研究微时空尺度下“三传一反”特征与规律; 采用精细化、集成化的设计思路,力求实现过程高效、低耗、安全、可控的现代化工技术,成为国内外学术界和工业界的研究热点。
进入21 世纪,微化工技术进入快速发展期,国内外研究者们开发了多种新型微化工设备,通过对其内部微结构构型、特征尺度及表/界面效应的研究,为从新视角认识微化工过程共性规律和实现微尺度下“三传一反”耦合过程的理性解耦和建立微化学工程理论体系提供了借鉴与指导。
微反应器是微化工技术重要的核心之一,是一类新型的反应设备,一般通过微加工技术和精密加工技术制造的带有微结构( 通道、筛孔及沟槽等) 的反应设备,在微结构的作用下,可形成微米尺度分散的单相或多相体系的强化反应过程。
近年来与微反应器相关的流动、混合、反应等方向的研究工作发展十分迅速,带动了微反应器技术的快速发展。
固定化酶微反应器实现了酶的可重复利用和样品的微量低耗高效快速分析,非常有利于微量生物活性物质的高选择性催化与鉴定。
这既为生命科学研究提供了新的可能,也为分析科学开辟了新的方向,是一极有发展前途的研究领域。
本文将主要着眼于微反应器,并以固定化酶微反应器为例介绍相关研究及进展。
1微反应器的概念、分类及结构1.1微反应器的概念“微反应器(microreactor)”最初是指一种用于催化剂评价的动力学研究的小型管式反应器,其直径约为10 mm。
随着本来用于电路集成的微制造技术逐渐发展和推广于各种化学领域,前缀“micro”含义发生变化,专门修饰用微加工技术制造的化学系统,此时的“微反应器”是一种借助于特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学反应的三维结构元件。
微反应器内流体的微通道尺寸在亚微米到亚毫米量级,所要求的化学反应在这些通道中进行。
因此,微反应器又叫“微结构”或“微通道”反应器。
1.2微反应器的分类按照不同的分类方法,微反应器有多种类型。
下图1是分别按照操作方式、反应相态、混合方式、几何结构、和用途对微反应器进行的简单分类。
图1 微反应器的分类Fig.1 Classification of microreactors其中,按混合方式分为主动式混合器和被动式混合器。
被动式混合不需要外部能量的加入,混合过程完全通过扩散或对流完成;而主动式混合则要通过外场,如电场、温度场、磁场和超声波等强化作用实现。
1.3微反应器的结构微反应器具有分立的三维结构,具有多个直径为几微米至几百微米的反应通道,反应体积范围为几纳升至几微升,反应通道的总长度通常为几厘米,是一种建立在连续流动基础上的微管道式反应器,用以替代传统反应器,如玻璃烧瓶、漏斗,以及工业有机合成中常用的反应釜等传统间歇反应器。
在微型反应器中有大量的以精密加工技术制作的微型反应通道,可以提供极大的比表面积,传质传热效率极高。
另外,微型反应器以连续流动代替间歇操作,使准确控制反应物的停留时间成为可能。
这些特点使有机合成反应在微观尺度上得到精确控制,为提高反应选择性和操作安全性提供了可能。
微反应器在结构上常采用一种层次结构方式,先以亚单元形成单元,再以单元来形成更大的单元,依此类推,如图2。
这种特点与传统化工设备有所不同,便于微反应器以“数增放大”的方式来对生产规模进行方便地扩大和灵活地调节。
图2 微反应系统的层次结构Fig.2 The structure of microreaction system2微反应器的特点微反应器的特性决定了它在特定化学和化工领域的应用,有着大反应器无法比拟的优越性,主要表现在以下几个方面。
2.1比表面积的增大和体积的减小在微反应设备内,由于减小了流体厚度,相应比表面积得到了显著的提高。
通常微通道设备的比表面积可以达到10000~50000 m2/m3,而常规实验室或工业设备的比表面积不会超过1000 m2/m3或100 m2/m3。
因此,比表面积的增加除了可以强化传热外,也可以强化反应过程,例如,高效率的气相催化微反应器就可以采用在微通道内表面涂敷催化剂的结构。
目前已有的界面积最大的微反应器为降膜式微反应器,其界面积可以达到25000m2/m3,而传统鼓泡塔的界面积只能达到100 m2/m3,即使采用喷射式对撞流的气液接触式反应器的比表面积也只能达到2000 m2/m3左右。
若在微型鼓泡塔中采用环流流动,理论上其比表面积可以达到50000 m2/m3以上。
2.2对反应温度的精确控制微型反应设备极大的比表面积决定了微型反应器有极大的换热效率,即使是反应瞬间释放出大量热量,微型反应器也可及时将其导出,维持反应温度稳定。
而在常规反应器中的强放热反应,由于换热效率不够高,常常会出现局部过热现象。
2.3对反应时间的精确控制常规的批次反应往往采用将反应物逐渐滴加的方式来防止反应过于剧烈,这就使一部分物料的停留时间过长。
而微型反应器技术采取的是微管道中的连续流动反应,可以精确控制物料在反应条件下的停留时间。
一旦达到最佳反应时间就立即将物料传递到下一步反应,或终止反应,这样就有效避免了因反应时间长而导致的副产物。
2.4物料以精确比例瞬间均匀混和在那些对反应物料配比要求很严格的快速反应中,如果混合不够好,就会出现局部配比过量,导致产生副产物,这一现象在批次反应器中很难避免,而微型反应器的反应通道一般只有数十微米,物料可以按配比精确快速均匀混和,从而避免了副产物的形成。
2.5结构保证安全与间歇式反应釜不同,微型反应器采用连续流动反应,因此在反应器中停留的化学品数量总是很少的; 而且由于微型反应器换热效率极高,即使反应突然释放大量热量,也可以被迅速导出,从而保证反应温度的稳定,减少了发生安全事故和质量事故的可能性。
2.6无放大效应微反应器是单独的反应系统,快速放大只是简单的将微反应器进行平行叠加,即所谓的数增放大(Numbering- up)。
在对整个系统进行优化时,只需对单个反应器进行模拟和分析,这使在反应器的开发过程中,不需要制造昂贵的中试设备,而且节省了中试时间,缩短了开发周期。
3固定化酶微反应器3.1固定化酶微反应器概述酶作为天然的生物催化剂,能高效特异催化各种生化反应,在生命活动中发挥着关键作用。
由于酶作用的底物主要是各种蛋白,而生命体内的蛋白含量低且制备难。
因此,发展建立灵敏快速高效的分析方法以便在离体下实现酶对微量蛋白的高效催化和快速检测是当前所面临主要问题之一,已成为生物学、化学、医学和药学等共同关注的热点。
固定化酶微反应器的出现为解决这一问题提供了重要支撑。
固定化酶微反应器是生物分子固定技术和微反应相结合的一种微生化反应装置。
这种微型化的酶反应器利用化学、物理或生物方法,将目标酶在保持活性的前提下构筑于特定载体上而发挥生物催化作用。
由于它集合了固定化酶及微量分析的优势,具备稳定性强、可重复利用和易分离等优点,是一种低耗高效且易于自动化的酶催化反应工具,在蛋白质酶解、生物转化以及抑制剂筛选等方面具有独特优势。
3.2固定化酶微反应器的制备固定化酶微反应器的制备因酶类型、载体材料及固载方式不同而有所区别。
本文着重从酶和载体的固定方式并结合载体材料,论述近年来固定化酶微反应器的各种制备方法。
图3 酶的固定化方法Fig.3 The methods for enzyme immobilization3.2.1共价键合法共价键合法是化学制备固定化酶微反应器最常用的方法,主要利用各种连接臂、交联剂和活化剂等使酶共价偶合或交联于载体。
酶和载体间多基于酰胺键合,连接臂或交联剂多为含双活性基团的物质,如戊二醛( GA) 、1-乙基-3-( 3-二甲基氨丙基) -碳二亚胺( EDC) /羟基琥珀酰亚胺( NHS) 等。
酶的固定化可实现分析物与酶的高效反应和分离,而共价法的优点在于酶和载体结合牢固,反应器稳定性好。
国外科研工作者基于硅玻璃载体发展了一种灵活可变的共价键合酶技术。
如图4,先将[( 氯甲基) 苯基乙基]三氯硅烷与载体表面硅羟基连接,用二乙基二硫代氨基甲酸钠( DDTC) 官能化,之后放入异丁烯酸( MAA) 水溶液中紫外照射,使表面形成异丁烯酸聚合物刷; 用EDC /NHS 活化聚合物刷末端羧基之后与酯酶键合。
该法既可通过改变聚合物层厚度来调控催化位点的数量,也可选择单体类型提供与酶易于结合的官能团。
反应器稳定性很高,放置40d 后仍可反复使用。
交联剂的性质对反应器性能有较大影响。
图4 基于硅玻璃载体的共价结合酶反应器示意图共价法制备的反应器稳定性虽好,但一旦制备往往无法再生或更换,且限于载体性能无论是固载酶的活性还是催化效率都有待进一步提高。