酶固定化技术及其应用

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酶的固定化

酶的固定化

3.扩散限制效应
酶固定化使生物催化反应从均相转化为多相,于是产 生了扩散阻力:

外扩散阻力是底物从宏观环境向酶颗粒表面传递过
程中的一种扩散限制效应,发生在固定化颗粒周围的液膜
层。它会使底物在固相酶周围形成浓度梯度,通过增加搅 拌速度和底物流速的方法可以减少外扩散效应。

内扩散阻力是指底物分子达到固相酶表面后传递到
缺点:
● ● ●
固定化时,酶活力有损失; 增加了生产的成本,工厂初始投资大; 只能用于可溶性底物,而且较适用于小分子底物, 与完整的菌体相比不适于多酶反应,特别是需要辅 胞内酶必须经过酶的分离手续。
对大分子底物不适宜;

助因子的反应;

三、影响固定化酶性质的因素
分配效应 空间障碍效应 扩散抑制效应
在具体选择时,一般应遵循以下几个原则:
(1)必须注意维持酶的构象, 特别是活性中心的构象。
(2)酶与载体必须有一定的结合程度。
(3)固定化应有利于自动化、机械化操作。 (4)固定化酶应有最小的空间位阻。 (5)固定化酶应有最大的稳定性。 (6)固定化酶的成本适中。
1.吸附法
吸附法(Adsorption) 是通过载体表面和酶分子 表面间的次级键相互作用 而达到固定目的,是固定 化中最简单的方法。只需 将酶液与具有活泼表面的 吸附剂接触,再经洗涤除 去未吸附的酶便能制得固 定化酶。



1.分配效应
由于载体和底物的性质 差异引起了微环境和宏观 环境之间的性质不同。微 环境是在固定化酶附近的 局部环境,而将主体溶液 称为宏观环境。由这种不 同造成的底物、产物和各 种效应物在两个环境之间 的不同分配,被称为分配 效应。
2.空间障碍效应

酶与细胞的固定化

酶与细胞的固定化
变化少,因而酶活力损失很少。 参与交联的基团有: a-氨基, -NH2(Lys), -SH(cys),咪唑基(His),酚基(Tyr),等
发酵液中含菌体少,有利于产品的分离纯化,提高产品质量等
第五节 固定化酶和固定化细胞的表征
• 缺点:酶与载体相互作用力弱,酶易脱落等 1)引入功能团和间隔臂;
第五节 固定化酶和固定化细胞的表征
酶被物理吸附于不溶性载体的一种固定化方 固定化后酶的哪些主要性质发生了变化?变化的趋势及原因分析.
常见非共价法?常见共价法?
法。 少量的持续不断的配基的脱落;
交联法由于不需要活化基团,所以条件比较温和,酶活的回收率比较高? 活力回收:指固定化后固定化酶(或细胞)所显示的活力占被固定的等当量游离酶(细胞)总活力的百分比. 第五节 固定化酶和固定化细胞的表征
颗粒、线条、薄膜和酶管等形状。颗粒状占 绝大多数,它和线条主要用于工业发酵生产 ,薄膜主要用于酶电极。酶管机械强度较大 ,主要用于工业生产。
固定化酶的优势:
① 极易将固定化酶与底物、产物分开;产物溶 液中没有酶的残留,简化了提纯工艺;
② 可以在较长时间内进行反复分批反应和装柱 连续反应
③ 酶反应过程能够加以严格控制; ④ 较游离酶更适合于多酶反应; ⑤ 在大多数情况下,能够提高酶的稳定性; ⑥ 可以增加产物的收率,提高产物的质量; ⑦ 酶的使用效率提高、成本降低。
在中性pH下优先与a-氨基反应,因此有一定的选择性 缺点:在包埋过程发生的化学反应同样会导致酶的失活。
• 优点:酶活性中心不易被破坏,酶高级结构 二、载体活化程度和固定化配基密度的测定
固定化过程中,酶分子空间构象会有所变化,甚至影响了活性中心的氨基酸;
用此法制备的固定化酶有蛋白酶、脲酶、核糖核酸酶等。

固定化酶的方法

固定化酶的方法

固定化酶的方法
固定化酶是一种将酶固定在载体上的技术,可以提高酶的稳定性和重复使用性,从而降低生产成本和提高生产效率。

固定化酶技术已经广泛应用于食品、医药、化工等领域。

固定化酶的方法主要有物理吸附、共价键结合和交联固定等。

其中,物理吸附是将酶通过静电作用或疏水作用吸附在载体表面,共价键结合是通过化学反应将酶与载体共价键结合,交联固定则是通过交联剂将酶与载体交联在一起。

物理吸附是一种简单易行的固定化酶方法,但其稳定性较差,易受温度、pH值等因素影响。

共价键结合可以提高酶的稳定性和重复使用性,但其制备过程较为复杂,成本较高。

交联固定则是一种既简单又稳定的固定化酶方法,但其交联剂的选择和使用量需要仔细控制,否则会影响酶的活性和稳定性。

固定化酶技术的应用范围非常广泛。

在食品工业中,固定化酶可以用于酿造、发酵、果汁加工等过程中的酶解反应,从而提高产品质量和生产效率。

在医药工业中,固定化酶可以用于药物合成、酶替代治疗等领域,从而提高药物的纯度和效果。

在化工工业中,固定化酶可以用于催化反应、废水处理等领域,从而提高反应效率和环保性能。

固定化酶技术是一种非常重要的生物技术,可以提高酶的稳定性和
重复使用性,从而降低生产成本和提高生产效率。

随着科技的不断发展,固定化酶技术将会在更多的领域得到应用。

酶的固定化技术

酶的固定化技术

摘要:酶的固定化技术是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内,酶仍能进行其特有的催化反应、并可回收及重复利用的一类技术。

酶的固定化技术已经成为酶应用领域中的一个主要研究方向。

经固定化的酶与游离酶相比具有稳定性高、回收方便、易于控制、可反复使用、成本低廉等优点,在生物工业、医学及临床诊断、化学分析、环境保护、能源开发以及基础研究等方面发挥了重要作用。

因此酶的固定化技术研究已成为十分引人注目的领域。

本文简要介绍了固定化酶技术的概念、制备方法(包括传统固定化技术、传统固定化技术的改进方法、新型固定化技术) 及其在化学化工、食品行业、临床医药、生物传感器和环境科学等领域中的应用现状与存在的问题,并对固定化酶技术的应用前景进行了展望。

关键词:固定化酶;制备;应用;磁性载体;定向固定固定化酶的研究始于1910年,正式研究于20世纪60年代,70年代已在全世界普遍开展。

酶的固定化(Immobilization of enzymes)是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内,仍能进行其特有的催化反应、并可回收及重复利用的一类技术。

与游离酶相比,固定化酶在保持其高效专一及温和的酶催化反应特性的同时,又克服了游离酶的不足之处,呈现贮存稳定性高、分离回收容易、可多次重复使用、操作连续可控、工艺简便等一系列优点。

固定化酶不仅在化学、生物学及生物工程、医学及生命科学等学科领域的研究异常活跃,得到迅速发展和广泛的应用,而且因为具有节省资源与能源、减少或防治污染的生态环境效应而符合可持续发展的战略要求。

固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。

物理方法包括物理吸附法、包埋法等。

物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。

但是,由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用,因此对一些反应不适用。

化学法是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上,使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。

固定化酶技术及应用的研究进展

固定化酶技术及应用的研究进展

固定化酶技术及应用的研究进展一、固定化酶的制备方法研究进展固定化酶的制备方法包括物理吸附、共价键结和交联结构等。

近年来,研究者们发展了一系列新型的固定化酶制备方法,如钙凝胶法、包埋法、凝胶微球法和溶胶凝胶法等。

这些新方法不仅提高了固定化酶的稳定性和活性,还大幅度降低了制备成本,提高了酶的重复使用性。

固定化酶在生物工程领域的应用主要集中在酶催化反应、生物催化剂制备以及生物催化剂的应用等方面。

例如,固定化酶可以用于生物反应器中进行酶催化反应,实现对废水处理、医药合成和食品工业等的高效处理。

此外,固定化酶还可以用于制备各类生物催化剂,如药物微胶囊和生物传感器,用于治疗疾病和检测生物分子。

固定化酶在食品工业中的应用主要包括生产酶制剂、降解保健食品、生产高价值添加物以及改善食品品质等方面。

固定化酶可以用于生产各类酶制剂,如发酵酶、复合酶和水解酶等,以加速酶催化反应。

此外,固定化酶还可以用于生产特殊功能食品,如降解保健食品、胶原蛋白等,以满足不同人群的需求。

固定化酶在医药学领域的应用主要包括药物制剂、生物芯片、药物代谢和生物传感器等方面。

例如,固定化酶可以用于制备缓控释药物制剂,以提高药物的疗效和降低副作用。

此外,固定化酶还可以用于制备生物芯片,用于分析疾病标志物和药物代谢产物等。

固定化酶在环境保护领域的应用主要包括废水处理、大气污染控制和土壤修复等方面。

固定化酶可以用于废水处理中,加速有害物质的降解和去除。

此外,固定化酶还可以用于大气污染控制,将有害气体转化为无害物质。

固定化酶还可以用于土壤修复,加速土壤中有毒物质的降解和去除。

综上所述,固定化酶技术在多个研究领域取得了重要的进展。

通过不断创新和改进固定化酶制备方法,研究者们加强了固定化酶的稳定性和重复使用性,提高了酶的应用效果和利用价值。

固定化酶技术的进一步发展,将为生物工程、食品工业、医药学和环境保护等领域带来更多创新和突破。

文档:固定化酶的优缺点及应用

文档:固定化酶的优缺点及应用

固定化酶的优缺点及应用1.固定化酶的优缺点固定化酶与游离酶相比,具有下列优点:①极易将固定化酶与底物、产物分开;②可以再较长时间内进行反复分批反应和装柱连续反应;③在大多数情况下,能够提高酶的稳定性;④酶反应过程能够加以严格控制⑤产物溶液中没有酶的残留,简化了提纯工艺;⑥较游离酶更适合于多酶反应;⑦可以增加产物的收率;⑧酶的使用效率提高,成本降低。

与此同时,固定化酶也存在一些缺点:①固定化时,酶活力有损失;②增加了生产的成本,工厂初始投资大;③只能用于可溶性底物,而且较适用于小分子底物,对大分子底物不适宜;④与完整菌体相比不适宜于多酶反应,特别是需要辅助因子的反应;⑤胞内酶必须经过酶的分离程序。

迄今为止已发现的酶有效千种之多,但由于应用的性质与范围、保存稳定性和操作稳定性、成本的不同以及制备的物理、化学手段、材料等不同,可以采用不同的方法进行酶的固定化。

一般要根据不同情况(不同酶、不同应用目的和应用环境)来选择不同的固定化方法,但是无论如何选择,确定什么样的方法,都要遵循几个基本原则:①必须注意维持酶的催化活性及专一性,保持酶原有的专一性、高效催化能力和在常温常压下能起催化反应的特点。

②固定化反应有利于生产自动化、连续化,为此,用于固定化的载体必须有一定的机械强度,不能因机械搅拌而破碎或脱落。

③固定化酶应有最小的空间位阻,尽可能不妨碍与底物的接近,应不会引起酶的失活,以提高产品的产量。

制备固定化酶时所选载体应尽可能地不阻碍酶和底物的接近。

④酶与载体必须结合牢固,从而使固定化酶能回收贮藏,利于反复使用,因此,在制备固定化酶时,应使酶和载体尽可能的结合牢固。

⑤固定化酶应有最大的稳定性,在制备固定化酶时,所选载体不与废物、产物或反应液发生化学反应。

⑥固定化酶应易于产物分离,即能通过简单的过滤或离心就可回收和重复使用。

⑦固定化酶成本要低,需综合考虑固定化酶在总成本中的比例,应为廉价的、有利于推广的产品,以便于工业使用。

固定化技术应用-酶和细胞的固定化

固定化技术应用-酶和细胞的固定化

固定化技术应用-酶和细胞的固定化试题中出现固定酶能不能催化一系列反应,查找资料,没有权威资料认为已经存在催化系列反应的酶,应该是研究方向。

选修知识的考查已经出现应用方向,也拓展到了技术的前景。

也就是说,需要在教学中创设情境适当扩大知识面,结合试题进行教学会收到很好的效果,如固定化酶技术可以拓展到固定化细胞。

问题:固定化技术以及发展前景如何?什么是固定化酶?什么是固定化细胞?011.固定化酶技术固定化酶技术是用物理或化学手段。

将游离酶封锁住固体材料或限制在一定区域内进行活跃的、特有的催化作用,并可回收长时间使用的一种技术。

酶的固定化技术已经成为酶应用领域中的一个主要研究方向。

经固定化的酶与游离酶相比具有稳定性高、回收方便、易于控制、可反复使用、成本低廉等优点,在生物工业、医学及临床诊断、化学分析、环境保护、能源开发以及基础研究等方面发挥了重要作用。

2.固定化酶技术的发展以前,固定化酶技术是把从生物体内提取出来的酶,用人工方法固定在载体上。

1916年Nelson和GrImn最先发现了酶的固定化现象。

科学家们就开始了同定化酶的研究工作。

1969年日本一家制药公司第一次将固定化的酰化氨基酸水解酶用于从混合氨基酸中生产L-氮基酸,开辟了固定化酶在工业生产中的新纪元。

我国的固定化酶研究开始于1970年,首先是微生物所和上海生化所的工作者开始了固定化酶的研究。

当今,固定化酶技术发展方向是无载体的酶固定化技术。

邱广亮等用磁性聚乙二醇胶体粒子作载体,采用吸附-交联法,制备出具有磁响应性的固定化糖化酶,简称磁性酶(M I E)一方面由于载体具有两亲性,M I E可稳定的分散于水相或有机相中,充分的进行酶催化反应;另一方面,由于载体具有磁响应性,M I E又可借助外部磁场简单地回收,反复使用,大大提高酶的使用效率。

Puleo等将钛合金表面用丙烯酸胺等离子体处理引入氨基,然后将含碳硝化甘油接枝于钛合金表面,或者将等离子体处理的钛合金先由琥珀酸酐处理,再用含碳硝化甘油接枝,进而将溶菌酶和骨形态蛋白进行固定,实现了生物分子在生物惰性金属上的固定化。

酶的固定化

酶的固定化

固定化技术
一、固定化酶的概念
固定化酶是指固定在一定载体上并在一定 的空间范围内进行催化反应的酶。 水溶性酶 水不溶性载体
固定化技术 水不溶性酶 ( 固相酶)
酶的固定化技术和固定化酶
酶 可溶 间歇 固定化
吸附
包埋
间歇
交联
连续
结合
固定化酶与游离酶相比,具有下列优点:
1.极易将固定化酶与底物、产物分开; 2.可以在较长时间内进行反复分批反应和装柱连续反应; 3.在大多数情况下,能够提高酶的稳定性; 4.酶反应过程能够加以严格控制; 5.产物溶液中没有酶的残留,简化了提纯工艺; 6.较游离酶更适合于多酶反应; 7.可以增加产物的收率,提高产物的质量; 8.酶的使用效率提高,成本降低。
吸附法
常用的固体吸附剂:活性炭、氧化铝、 硅藻土、羟基磷灰石等。 优点:操作简便,条件温和,不引起 酶失活,载体廉价,而且可反复使用。 缺点:结合力弱,易解吸附由于靠物 理吸附作用,结合力较弱,酶与载体 结合不牢固而容易脱落,所以使用受 到一定的限制。
吸附法
(1)常用载体
无机物
活性炭、白陶土、 氧化铝、多孔玻璃、 硅胶、碳酸钙凝胶 有机物 高分子化合物 淀粉麸质、大孔树脂、 DEAE纤维素、 DEAE葡聚糖凝胶
共价键结合法
酶与不溶于水的载体以共价键形式结合制备 固定化酶的方法。即,通过化学共价键,把与酶 蛋白活性无关的氨基酸功能基团连接在不溶于水 的载体上。
(1)酶与载体反应的主要功能基团
游离羟基:肽链C-末端的α –羧基,天门冬酰氨酸 ,谷氨酸的β-γ羧基 游离氨基:肽链N-末端的δ -氨基, 赖氨酸ε -氨基 巯基:半胱氨酸 羟基:丝氨酸,苏氨酸 酚基:酪氨酸 咪唑基:组氨酸
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酶固定化技术及其应用摘要:酶因其优良的催化性能而被广泛应用,但游离酶应用过程中有许多缺点,固定化酶技术因此而产生,并且迅速发展。

本文主要介绍传统的固定化酶技术、新型固定化酶技术、新型载体材料及固定化酶技术的应用。

关键词:酶固定化;载体;应用The enzyme is widely applied because of its fine catalyzed performance, butin the dissociation enzyme application process has many shortcomings, thefossilization enzyme technology therefore produces, and develops rapidly.This article main introduction traditional fossilization enzyme technology, newfossilization enzyme technology, new carrier material and fossilization enzymetechnology application.一、前言酶的本质是一类具有催化功能的蛋白质,与化学催化剂相比具有反应速度快、反应条件温和、底物专一性强,可在水溶液和中性pH 下操作等优点。

但其高级结构对环境十分敏感,物理因素、化学因素和生物因素均可使没丧失活力。

而且,随着反应过程的进行,反应速率会下降。

此外,游离酶在反应液中和产物在一起,反应后酶不能回收重复利用,也使得产物的分离纯化更为复杂。

以上的这些因素使得酶在工业中的应用受到了极大的限制,找到解决这些问题得方法十分迫切。

可喜的是,经过专家学者的不断努力,发现将酶用特殊的载体固定,酶仍能与底物有效的进行反应。

这中酶的出现,使得酶与产物在反应液中相互分离,具有可回收、重复利用等优点,从而使生产工艺可以实现连续化、自动化。

酶的固定化是指将酶限制或固定在某一局部空间或特定的固体载体上进行其特有的催化反应,并可回收及重复利用的技术,在催化反应中以固相状态作用于底物。

近年来,固定化酶的研究得到了人们极大的关注,并取得了许多重要成果。

下面以酶的固定化方法为核心,介绍一些有关酶固定化技术的应用及研究新进展。

二、传统酶固定化技术由于用于固定化酶的材料多种多样,而且,固定化酶的应用目的和环境各不相同,因此酶固定化方法也很多。

传统的酶固定化方法有:吸附法、包埋法、共价结合法和交联法4种。

(一)、吸附法吸附法是利用多种固体吸附剂将酶或含酶细胞吸附在其表面上而使酶固定的方法。

吸附法具有制备简单、酶活力高、费用较低等优点,但酶与载体结合力弱,易脱落,因此,有待开发新型载体材料来改善。

吸附法又可分为物理吸附法和离子吸附法两种。

1、物理吸附法酶被载体吸附而固定的方法称为物理吸附法。

从载体对酶的适应性来看,这个方法效果好,酶蛋白的活性中心不易受破坏,酶的高级结构变化也不明显,但其缺点是酶与载体的相互作用较弱,被吸附的酶极易从载体表面上脱落下来,不能获得较高活力的固定化酶。

此法载体很多,有活性炭、多孔陶瓷、纤维素及其衍生物、甲壳素及其衍生物等。

2、离子吸附法离子吸附法是将酶与含有离子交换基的水不溶性载体相结合的固定化方法。

离子吸附法操作简单,处理条件温和,酶的高级结构和活性中心的氨基酸残基不易被破坏,因此能得到的酶活回收率较高的固定化酶。

采用此法固定的酶有葡萄糖异构酶、糖化酶、β-淀粉酶、纤维素酶等。

(二)、包埋法包埋法是用一定的方法将酶包埋于半透性的载体中,制成固定化酶,这种载体的孔径小,因此只允许小分子的底物、产物自由穿过,不允许大分子的酶穿过,从而使酶易于与产物分离。

包埋法一般不需要与酶蛋白的氨基酸残基进行结合反应,很少改变酶的空间构象,酶活回收率较高,因此可以应用于许多酶的固定化。

(三)、共价结合法共价结合法是酶蛋白分子上的官能团和固体支持物表面上的反应基团之间形成化学共价健连接,从而固定酶的方法。

共价结合法的优点是酶与载体间连接牢固,即使用高浓度底物或离子强度的溶液进行反应,也不会导致酶和载体的分离,因此具有良好的稳定性及重复使用性,是目前应用和报道最多的一类方法。

其缺点是反应条件比较苛刻,常常会引起酶蛋白高级结构发生改变,导致酶的活性中心受损。

共价结合法常用的载体有:天然高分子,如纤维素、琼脂糖、淀粉等;合成高聚物,如尼龙、多聚氨基酸等;无机支持物,如多孔玻璃、金属氧化物等。

(四)、交联法交联法是用多功能试剂进行酶蛋白之间的交联,是酶分子和多功能试剂之间形成共价健,得到三向的交联网架结构。

共价结合法的优点是酶与载体间的结合力强,其缺点是制备较难,酶活力低,固定化费用高。

常用的交联剂是戊二醛,但单用戊二醛等试剂交联制备的固定化酶活力较低,因此常将此法与吸附法、包埋法结合使用,可以达到既提高固定化酶的活力,又起到加固的效果。

三、新型酶固定化方法固定化酶的出现,使酶的功能发挥的更好,使生产工艺效率更高,因此,对于的固定化酶的研究也在不断的推进,除了上述的传统的酶固定方法外,一些新的酶固定的方法也在不断的推出。

(一)、定向固定传统的酶固定化方法,酶是在随意位点和载体进行连接,通常的连接位点是一个ε-氨基酸,一般是赖氨酸,因为酶通常含有多个赖氨酸,所以酶会和载体在许多位点进行反应,这样,有些位点的反应就会阻碍底物进入到酶的活性位点。

另外,当酶随意固定化在载体上时一般是发生多位点的结合,这样就会降低酶的固定化量。

通过使用不同的方法, 把酶和载体在酶的特定位点上连接起来,使酶在载体表面按一定的方向排列,使它的活性位点面朝固体表面的外侧,有利于底物进入到酶的活性位点里去,这种酶固定方法即定向固定法。

定向固定化是把酶和载体在酶的特定位点上连接起来,使酶在载体表面按一定的方向排列。

酶定向固定化的设计是在背离活性中心入口的酶表面通过定点突变在该酶表面引入低频氨基酸( 半胱氨酸) ,通过该氨基酸残基的特殊侧链来控制固定化方向。

定向固定化的酶的活性要远远高于随意固定化的酶。

目前,这种有序的、定向固定化技术已经用于生物芯片、生物传感器、生物反应器、临床诊断、药物设计以及蛋白质结构和功能的研究。

(二)、共固定技术共固定化是将不同的酶与酶、细胞与细胞或细胞与酶同时固定于同一载体内形成共固定化系统的一种技术,综合了混合发酵和固定化技术的优点。

这种系统稳定,可将几种不同功能的酶, 细胞和细胞器在同一系统内进行协同作用。

多酶共固技术是酶、细胞固定化技术发展的综合产物,它可以充分发挥不同酶的特点,将其催化特性结合起来,充分利用协同作用,提高其催化效率。

鉴于上述优越性,采用固定化,共固定化技术生产酒精、啤酒、果酒及食醋的等的研究十分盛行。

(三)、交联酶聚集体交联酶聚集体(CLEAs)已被纳入无载体固定化酶范畴,它具有操作简便,获得的固定化酶稳定性好、成本低廉、无需其他载体、单位体积活性大、空间效率高等优点,而被广泛应用于蛋白质的分离和纯化及酶固定化等方面。

交联酶聚集体的制备分两个步骤:聚集体形成和聚集体交联,两个步骤前后连续,对最后交联酶聚集体产品的活性和稳定性都有重要影响。

酶聚集体的形成实质上是将酶进行浓缩沉淀, 使酶相互堆积形成超分子结构。

该操作与分离纯化中的沉淀完全相同。

而酶聚集体的交联是指利用交联剂将酶的物理聚集体进行共价捆绑, 将酶聚集体形成的超分子结构及活性保持下来, 使其在反应体系中不易被破坏、并可被回收使用。

用作交联剂的物质有很多种,戊二醛是最常用的一种。

(四)其他新方法以上几种新型酶固定方法是报道的比较多,此外,其他的一些新型酶固定方法也有报道,如微波辅助固定化、光化学固定化、纳米技术辅助下的固定化、点击化学固定化,这些方法一定程度上克服了传统方法的缺点,但也有一些需要改进的地方,如光化学固定法虽然固定效果好,但是该固定化局限于天气条件,工程中的应用会受到很大限制。

四、酶固定化过程中的新载体酶固定化发展的过程中,除了新方法的不断涌现,一些用于酶固定的新载体也在不断的被研发出来。

(一)、介孔材料自从1992 年美国Mobile 公司首次合成出了MCM-41 系列介孔分子筛以来,介孔材料在酶生物催化剂固定化方面的研究和应用日益受到人们的重视,。

孔道的结构和尺寸对酶活力及稳定性有着明显的影响,合适的孔道中酶固定化后其活力可得到提高,而且三维及大孔道有利于固定化与催化过程中酶蛋白和底物、产物的传输,从而能提高酶的固定化和催化效果。

目前,大孔道、高比表面和孔容的新型介孔材料不断被引入酶固定化领域,因为大孔道、高比表面、高孔容的介孔材料中酶的负载量大,且酶的负载能快速完成。

(二)、纳米管研究发现将青霉素酰化酶固定化吸附固定化于碳纳米管中,由于纳米管的内表面与酶蛋白之间存在着强烈的作用,从而使得管内酶蛋白结构稳定且保留相当的催化活力。

同时,酶的热稳定性、pH 耐受性等性能也明显改善。

(三)、磁性载体由于磁性粒子易于分离,其作为酶固定化载体一直受到人们的青睐。

用磁性载体固定化的酶在催化过程中表现出极佳的稳定性,而且,因载体具有磁性而能更方便地实现固液分离。

(四)、离子液体将酶固定化于离子液体,酶不但显示出很好的催化活力,而且酶很容易从反应体系中分离。

(五)、尼龙材料及棉布用尼龙布作为载体用于酶的固定化过程中,酶的稳定性较好,固定化酶与产物的分离也很方便。

但工业中应用时该类固定化酶的稳定性还有待于进一步提高。

五、固定化酶的应用酶固定化技术已在食品工业。

精细化学品工业、医药,特别是手性化合物等行业得到广泛应用,在废水处理方面也取得进展。

(一)、在食品工业的应用酶固定化技术在食品行业最早发展起来的一个领域,其中最著名、规模最大的就是利用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆。

还有应用固定化L - 天冬酶从富马酸铵生产天冬氨酸等。

牛奶是一种营养丰富的食品, 但含有一定量的乳糖,体内缺乏B- 半乳糖苷酶的人, 食用后会出现消化不良、肠痉挛和腹泄的现象。

将固定化乳糖酶用于低乳糖制品的生产工艺已实现工业化。

将固定化酶法应用于茶饮料及果蔬饮料生产中, 可去除异味, 提高适口性、营养价值。

(二)、在化工行业的应用随着绿色化学工业的不断发展,固定化酶生物催化剂在化工行业中的应用越来越深入,其主要作用是代替化学催化剂制备化工原料。

(三)、在生物传感器方面的应用固定化酶技术生物传感器的发展使食品检验得以迅速发展。

它的问世不仅使食品成分的快速、低成本、高选择性分析测定成为可能, 而且生物传感器技术的持续发展将很快实现食品生产的在线质量控制, 降低食品生产成本, 并给人们带来安全可靠及高质量的食品。

在医学领域, 生物传感器因快速简单、专一、灵敏、响应快等优点也发挥着越来越重要的作用。

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