酶的固定化技术及其应用
固定化酶技术在生物催化中的应用
![固定化酶技术在生物催化中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/b077175c1fd9ad51f01dc281e53a580216fc502a.png)
固定化酶技术在生物催化中的应用随着环保意识的不断增强,生物催化技术越来越受到人们的重视。
而在生物催化过程中,酶的作用不可或缺。
酶是一种催化剂,可以加速化学反应的速度,降低反应的能量,从而使化学反应更加高效地进行。
固定化酶技术是将酶固定在载体上,以提高酶的稳定性和反应速度。
本文将详细介绍固定化酶技术在生物催化中的应用。
一、固定化酶技术的原理及分类固定化酶技术是将酶固定在载体上,形成固定化酶。
固定化酶与游离酶相比,具有以下优点:1.稳定性好。
固定化酶固定在载体上,稳定性比游离酶高,可以重复使用。
2.反应效率高。
固定化酶可以提高反应速率和催化活性。
3.选择性强。
固定化酶可以控制化学反应的速率和选择性。
固定化酶技术按固定载体的性质可以分为物理固定和化学固定。
物理固定主要采用吸附法、共价键交联法和包埋法等方法将酶固定在载体上。
化学固定则采用交联剂将酶与载体交联。
二、固定化酶技术在生物催化中的应用固定化酶技术广泛应用于生物催化领域。
以下分别从制药、饲料、酿酒和食品生产中介绍固定化酶技术的应用。
1.制药固定化酶技术可以应用于制药过程中。
在药物合成中,固定化酶可以成为催化剂,促进药品合成反应的进行。
同时,固定化酶还可以在药品生产的过程中帮助提高药品的纯度和产率。
2.饲料固定化酶技术可以应用于饲料生产中。
在畜禽养殖中,添加一定量的酶制剂可以帮助加速饲料的消化和吸收,从而提高饲料的利用率,降低饲料成本,提高畜禽的生产力。
3.酿酒固定化酶技术还可以应用于酒类生产中。
在啤酒和葡萄酒生产中,添加适量的酶制剂可以加速麦芽和葡萄汁的转化,从而提高发酵速度和酒的品质。
4.食品生产固定化酶技术也广泛应用于食品生产中。
例如,将食品中的淀粉转化为糖,可以提高食品口感和甜度。
固定化酶技术可以帮助提高酶的催化活性和稳定性,从而提高食品生产的效率和品质。
三、固定化酶技术未来的发展趋势随着科技的不断发展,固定化酶技术也将面临新的挑战和机遇。
固定化酶的方法和应用
![固定化酶的方法和应用](https://img.taocdn.com/s3/m/3eb683a8846a561252d380eb6294dd88d0d23d83.png)
固定化酶是将酶固定在载体上,形成固定化酶催化系统的过程。
通过固定化,可使酶的活性和稳定性得到提高,并能够重复使用。
常用的固定化酶方法包括吸附法、共价连接法、包埋法和交联法等。
1. 吸附法:利用载体表面与酶相互吸附的原理将酶固定在载体表面。
常用的载体包括硅胶、纤维素、聚丙烯酰胺凝胶等。
2. 共价连接法:通过将酶分子与载体分子之间的化学键共价连接,在载体表面上固定酶。
常用的共价连接剂包括辛二酸二酐、戊二酸二酐等。
3. 包埋法:将酶包裹在聚合物中,在聚合物内部形成微观环境,保护酶免受外界环境的影响。
常用的包埋材料包括明胶、蛋白质和聚乙烯醇等。
4. 交联法:将酶和载体分子之间形成交联结构,将酶牢固地固定在载体表面上。
常用的交联剂包括戊二醛、葡萄糖等。
固定化酶在生物技术、食品工业、医药工业等领域有着广泛的应用。
其中,利用固定化酶在生物技术领域中最为突出。
例如,固定化酶可以应用于产生大量纯度高的特定酶,用于DNA重组、制备抗体和识别特定分子等。
此外,在医药工业中也广泛使用固定化酶,如利用固定化酶制备药物、检测生物标志物等方面。
在食品工业中,固定化酶可用于生产乳制品、果汁、啤酒等食品中。
总之,固定化酶是一种重要的生物技术手段,具有广泛应用前景,可推动生物技术、食品工业、医药工业等领域的发展。
固定化酶技术在医疗和环境中的应用
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固定化酶技术在医疗和环境中的应用酶是一种生物催化剂,能够催化生物化学反应。
在许多生物工艺和工业生产中,酶已经成为不可或缺的工具。
最近,固定化酶技术也逐渐在医疗和环境中广泛应用。
一、固定化酶技术是什么固定化酶技术的基本思想是将酶固定在一定的载体上,使得酶能够长时间稳定地保存在固定状态下,并能够在环境中起到合适的催化作用。
这种技术以酶的活性稳定性和生物相容性能力作为关键指标,以聚合物材料、微生物或生物大分子材料为载体,利用化学或物理交联的方法将酶硬化在载体中,从而形成固定化的酶催化剂。
二、固定化酶技术在医疗中的应用固定化酶技术在医疗领域中有着广泛的应用。
如近年来广泛用于医疗检测中的糖尿病检测。
糖尿病是一种常见的代谢性疾病,目前以测定人体血液中的葡萄糖含量为常规诊断方法。
固定化酶技术可以将酶嵌入生物传感器中,将它们固定到微小的芯片上,作为一种“传感器”来检测葡萄糖。
这使得检测更加简便、快捷、准确。
同时,固定化酶技术还被广泛应用于脂肪肝和心血管疾病的检测中,使得医学检查和诊断更加科学和精确。
三、固定化酶技术在环境中的应用除了医疗领域,固定化酶技术在环境保护中也有广泛的应用。
例如,我们可以利用过硫酸盐法固定化酶来处理环境污染中的水质问题。
对于一些环境中存在的有机物,通过将其与固定化酶进行作用,能够有效地去除水质中的有机污染物,同时避免了传统化学法对环境的影响和损害,有机地促进了水质的净化和环境的保护。
四、前景展望固定化酶技术在医疗和环境中已经取得了一定的成果。
人们已经发现了很多潜在的应用,但也面临着一些困难和挑战。
例如酶质稳定性、载体材料的选择和制备等问题。
但随着科技的不断进步和经验的不断积累,这些困难将逐步得到解决,固定化酶技术的应用前景非常广阔,这将使得我们在医疗治疗和环境保护方面有更加优秀的选择和手段,让我们生活得更加健康、环境更加清洁和美丽。
酶及细胞固定化技术
![酶及细胞固定化技术](https://img.taocdn.com/s3/m/dfc7f41cec630b1c59eef8c75fbfc77da269970f.png)
酶及细胞固定化技术
酶及细胞固定化技术是一种常见的生物技术,广泛应用于工业生产和科学研究领域。
本文将介绍酶及细胞固定化技术的基本概念、原理、应用和优点。
酶及细胞固定化技术是一种将酶或细胞固定在载体上的技术。
这个过程可以使酶或细胞稳定地固定在载体表面,从而使其在生物反应中更加稳定。
酶及细胞固定化技术的原理主要是基于载体对固定的酶或细胞的物理和化学作用。
载体通常是多孔性或具有大的表面积和高的表面活性的材料。
酶或细胞会均匀地分布在载体表面,构成一种固体反应体系。
这种反应体系可以通过化学交联、物理吸附或共价连接等方式将酶或细胞稳定地固定在载体表面上。
酶及细胞固定化技术在工业生产和科学研究中有广泛的应用。
其应用领域包括:
(1)生物反应器的设计和制造
(2)医药制造过程中的酶催化合成
(3)食品工业中的酶床反应器
(4)环境保护和废水处理等领域
相对于自由酶和细胞,酶及细胞固定化技术具有很多优点,如下:
(1)酶及细胞固定化技术可以提高催化效率和稳定性。
(3)酶及细胞固定化技术可以对废水处理、空气污染、环境清洁等方面产生积极作用。
综合以上几点,可以得出酶及细胞固定化技术在生产与研究中起到的作用无可替代,将会成为未来重要领域。
酶及细胞固定化技术
![酶及细胞固定化技术](https://img.taocdn.com/s3/m/31737f2aa88271fe910ef12d2af90242a895abed.png)
酶及细胞固定化技术酶及细胞固定化技术是一种常见的生物技术方法,广泛应用于食品工业、医药工业、环境保护等领域。
通过这种技术,酶或细胞被固定在一种固体材料上,从而增强了它们的稳定性和重复使用性,提高了生产效率和产品质量。
本文将介绍酶及细胞固定化技术的原理、优势以及在不同领域的应用情况。
酶及细胞固定化技术的原理主要是通过将酶或细胞固定在一种固定载体上,使其能够稳定地存在于一定的环境中并保持其生物活性。
固定载体一般是多孔性的固体材料,如珠状树脂、活性炭、聚合物材料等。
在固定化过程中,酶或细胞通常会与载体表面发生物理或化学结合,从而实现固定化。
固定化后的酶或细胞能够在一定条件下发挥作用,实现对底物的转化或反应。
二、酶及细胞固定化技术的优势相较于游离态的酶或细胞,在固定化状态下具有以下优势:1.稳定性高:固定化后的酶或细胞能够更好地耐受环境变化,如温度、pH值等变化,从而提高其稳定性和长期使用的能力。
2.重复使用性强:固定化后的酶或细胞能够被多次使用,降低了成本,提高了生产效率。
3.易于分离:固定化后的酶或细胞与反应物之间的分离更加便利,便于后续操作和产品纯化。
4.改善环境适应性:固定化后的酶或细胞对不同环境条件的适应能力更强,可在复杂环境中发挥作用,适用范围更广。
5.抑制酶或细胞的不良反应:在固定化状态下,酶或细胞的不良反应如自身降解被抑制,更加稳定可靠。
酶及细胞固定化技术在食品工业中得到了广泛应用。
一些发酵产品的生产过程中,固定化酶或细胞能够提高发酵效率、缩短发酵周期,并且保证产品的稳定性和质量。
在乳制品工业中,利用固定化乳酸菌进行发酵能够保持产品的风味和质量,并且加速乳酸发酵的速度,提高了生产效率。
固定化酶还可以应用于酶解工艺,如利用固定化酶对淀粉、蛋白质等进行水解,得到高质量的发酵原料。
固定化技术还可以用于改善食品加工过程中的废水处理,通过固定化细胞去除废水中的有机物和重金属离子,净化废水,达到环保的目的。
酶的固定化技术及其应用综述
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酶的固定化技术及其应用曾鸿雁(西南科技大学,四川,绵阳)摘要:随着工业生物技术和酶工程的不断发展,酶在各个领域的广泛应用,对酶的要求也越来越严格。
本文针对目前酶工程技术之一酶的固定化,对酶的固定化技术及其展望做一综述。
关键词:酶,固定化,技术Immobilization of Enzyme And its Applications Abstract:with the continuous development of biotechnology industrial and enzyme engineering , enzyme are widely used in various fields and the requirements to enzymes also become more and more stringent . This article is to review the enzyme immobilization, which is one of the current enzyme engineering technologiesKey words: enzyme, immobilization, technology一、引言酶是一类具有生物催化性质的高分子物质,其催化性具有专一性强、催化效率高和作用脚尖温和等特点。
但是在实际工业生产中,由于实际环境因素,应用酶的过程出现了一些不足之处:①酶的催化效率不高。
人们在使用酶的过程中,往往要求酶的催化效率要足够高,以加快反应速度,提高劳动生产率,然而实际上很多酶的催化效率不够高而难于满足人们的使用要求。
②酶的稳定性较差。
大多数酶稳定性较差,在高温、强酸、强碱和重金属离子等外界因素的影响下,都容易变形失活。
③酶的一次性使用。
酶一般是在溶液中与底物反应,这样酶在反应系统中,与底物和产物混合在一起,反应结束后,即使酶仍有很高的活力,也难于回收利用。
酶的固定化方法
![酶的固定化方法](https://img.taocdn.com/s3/m/50b9da42a55177232f60ddccda38376baf1fe0ef.png)
酶的固定化方法1. 基本介绍酶的固定化技术是将活性酶分子吸附到不溶性载体上的技术,这些载体包括有机支架,金属合金,无机型号,复合支架,生物大分子和石墨。
与溶液型酶相比,固定化酶具有良好的耐热性,耐久性和稳定性。
可以在恒定的温度和pH值下多次重复使用,这使得固定化酶可以广泛应用于生物工程,食品技术和保健产品的制备中。
2. 固定化酶的优势(1)保持酶活性。
固定化酶能够有效地防止反应补充的游离酶的出现,充分保持其最初的功能和活性,极大地提高了反应中酶的活性和稳定性;(2)提高回收率。
固定化酶具有彼此独立的结构,可以在反应中迅速回收,特别是对于产物特性复杂的反应;(3)可扩展性强。
固定化酶可以根据应用环境的不同和操作条件的可控性,调整载体的参数;(4)可以重复使用。
固定化酶可以多次使用,可以充分利用其过程效率,减少反应次数,降低成本,提高产物纯度;(5)灵活性好,操作更加简单。
当需要调节反应中的酶功效时,可以通过简单的调节载体参数来控制。
3. 固定化酶的技术原理固定化酶主要是通过生物相容性,物理锁定,化学结合和选择性结合四种技术原理。
(1)生物相容性原理。
根据酶的物理化学性质,通过将酶与具有吸附效果的固定化载体搅拌至溶解,使酶外部改变,从而结合到固定体上,形成固定化酶。
(2)物理锁定原理。
通过将因子与特定形状的载体结合,物理力把酶和载体牢牢地结合在一起,形成固定化酶。
(3)化学结合原理。
通过改变因子的外部,形成含有非共价或共价结合的表面带正或负电荷,从而使酶能够结合至具有与之相匹配的电荷的固定体上,形成固定化酶。
(4)选择性结合原理。
通过给载体表面施加疏水或疏水性物质,形成选择性的活性基团,使载体具有低特异性,从而将酶与相应特异性表面结合,形成固定化酶。
4、固定化酶的方法固定化酶有多种固定化方法,如电冻定,脂质包覆,杂化,冻胶,结合支架和表面修饰等。
(1)电冻定:电冻定是一种通过电泳技术将酶通过载体电泳固定在离心管内壁上的一种方法。
固定化酶定义
![固定化酶定义](https://img.taocdn.com/s3/m/02c1b017b5daa58da0116c175f0e7cd18525184a.png)
固定化酶定义固定化酶固定化酶是指将天然酶或人工合成的酶固定在载体上,形成固定化酶催化剂的一种技术。
定义1.固定化酶:固定化酶是将酶与固体载体相结合形成的催化剂。
固定化酶具有较高的催化活性、稳定性和重复使用能力,可应用于多个领域。
2.载体:载体是指将酶固定在其上的固体材料。
常用的载体材料包括炭、纤维素、凝胶、金属氧化物等。
3.固定化技术:固定化技术是将酶与载体结合的过程,常见的固定化技术包括吸附、交联和共价结合等。
理由固定化酶相比于游离酶具有以下优势,使其在许多领域得到广泛应用:1.增强催化活性:固定化酶在催化反应中通常具有较高的催化活性,能够在相对温和的条件下实现高效催化。
2.提高稳定性:固定化酶能够耐受极端条件(如高温、酸碱环境等),具有更长的寿命和持久的催化效果。
3.可重复使用:固定化酶在催化反应后可以通过简单的分离和再生步骤进行回收和重复使用,降低了生产成本。
4.易于分离产物:固定化酶的载体通常具有良好的物理化学特性,可以实现催化产物的高效分离和纯化。
书籍简介《固定化酶:原理与应用》该书通过系统的介绍固定化酶的原理、固定化技术以及应用案例,深入探讨了固定化酶在各个领域的潜在应用价值。
内容包括:1.固定化酶的原理和分类;2.常见的固定化技术及其优缺点;3.固定化酶在生物医药、生物能源、环境保护等领域的应用;4.商业化生产中的固定化酶案例分析;5.未来固定化酶研究的发展趋势和挑战等。
本书内容深入浅出,既适合科研人员了解固定化酶的基本知识,也适合工程技术人员应用固定化酶技术解决实际问题。
无论是酶学研究新手还是经验丰富的专业人士,都能从中获得宝贵的参考和指导。
总结固定化酶是一种具有高催化活性、稳定性和重复使用能力的酶催化剂。
通过固定化技术,酶能够与载体结合从而实现其优势的应用。
固定化酶在各个领域具有广泛的应用前景,并且已经在医药、能源等领域取得了重要的成果。
《固定化酶:原理与应用》一书对固定化酶的原理、技术与应用进行了深入分析和讨论,是该领域学术研究者和工程技术人员的重要参考资料。
酶的固定化技术
![酶的固定化技术](https://img.taocdn.com/s3/m/b2bd7bc208a1284ac8504375.png)
5.固定化酶的米氏常数(km)的变化
固定化酶的表观米氏常数km随载体的 带电性能变化。 当酶结合于电中性载体时,由于扩散限 制造成表观米氏常数km上升。 若载体与底物带有相反电荷,固定化酶 的表观米氏常数km低于游离酶的km。 若载体与底物电荷相同时,就会造成固 定化酶的表观米氏常数km显著增加。
作用于低分子底物的酶,固定化前后的底物
特异性没有明显变化。
如:氨基酰化酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖异构 酶。
可作用于大分子底物,又可作用于低分子底
物的酶,固定化酶的底物特异性往往会发生变 化。
如:以羧甲基纤维素为载体经叠氮法制备的核糖核酸 酶,当以核糖核酸为底物时,催化速度仅为游离酶的 2%左右,而以环化鸟苷酸为底物时,催化速度可达 游离酶的50%~60%。
H — C — CH2 — CH2 — CH2 — C — H
交联反应可以发生在酶分子间也可以发生在酶分子内。 在低酶浓度下一般形成分子内交联,交联后的酶通常保 持溶解状态。在酶浓度升高情况下分子间交联比例上升。 形成的固定化酶通常为不溶解状态。 酶50-200mg/ml,戊二醛0.3-0.6%时,固定化酶活性高。 一般主张交联剂和酶最适合比例为1:10(W/W)。采 用的pH值一般与被交联的酶的等电点相同。
(二)包埋法
定义:将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载 体中,使酶固定化的方法称为包埋法。
根据包埋的材料和包埋方法的不同,可分 为:凝胶包埋法和半透膜包埋法两类。
1、凝胶包埋法
将酶分子包埋在凝胶格子里。
凝胶包埋法用得最多、最有效,但不适用于底物或产
物分子很大的酶类的固定化。
条件温和,操作简便,对酶活 影响小,但强度差。
e.g.
Cl Cl
N
固定化酶研究进展
![固定化酶研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/8e17e4d5dc88d0d233d4b14e852458fb760b386c.png)
固定化酶研究进展固定化酶是将自由酶固定在一种载体上,以提高酶的活性、稳定性和可重复使用性的一种技术。
近年来,固定化酶研究取得了很大的进展,下面将介绍固定化酶研究的三个重要方面:载体选择、固定化方法和应用研究。
一、载体选择固定化酶的载体选择是固定化酶研究的重要方面之一、常见的载体包括无机载体、有机载体和生物载体。
无机载体一般具有良好的力学性能和稳定性,如硅胶、氧化铝等。
有机载体一般由生物高分子材料制成,如聚合物、淀粉等。
生物载体是指利用活细胞或细胞壁来固定酶,如酵母细胞、细菌等。
近年来,有机载体和生物载体在固定化酶研究中受到了广泛关注。
有机载体具有良好的机械性能、化学特性和生物相容性,可以提高酶的稳定性和活性。
生物载体可以提供更多的酶固定位点,提高酶的载体负载量和活性稳定性。
二、固定化方法固定化酶的固定化方法是固定化酶研究的另一个重要方面。
常见的固定化方法包括物理吸附法、交联法、包埋法和共价结合法等。
物理吸附法是将酶和载体通过吸附力相互结合,常用的吸附剂包括硅胶、氧化铝和活性炭等。
这种方法简单易行,但固定化的酶活性较低。
交联法是通过交联剂将酶和载体固定在一起,常见的交联剂包括聚乙二醇、聚乳酸等。
这种方法可以提高固定化酶的稳定性和活性。
包埋法是将酶固定在凝胶中,通常使用明胶、凝胶等作为包埋材料。
这种方法可以提高酶的稳定性和可重复使用性。
共价结合法是将酶和载体通过共价键相连,常见的方法包括胺基化、羧化和酯化等。
这种方法可以提高酶的载体负载量和稳定性。
三、应用研究固定化酶的应用研究是固定化酶研究的重要方面之一、固定化酶广泛应用于生物催化、制药工业、食品工业和环境保护等领域。
例如,固定化酶可用于催化反应、代谢物检测和制药工艺中。
近年来,随着生物技术的发展,固定化酶的应用研究取得了很大的突破。
例如,固定化酶可应用于生物燃料电池、生物传感器和医学诊断等新兴领域。
总之,固定化酶研究近年来取得了很大的进展,载体选择、固定化方法和应用研究是固定化酶研究的三个重要方面。
酶工程制药—固定化酶的应用
![酶工程制药—固定化酶的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/7c239233854769eae009581b6bd97f192379bf61.png)
2、固定化酶在医学上的应用作为治疗药物 固定化酶由于其高稳定性,低免疫性,使其在作为治疗药物时,较之溶液酶,表现出极大的优势。 人工肾: 原理:将病人血液中的尿素经脲酶水解成氨,再用活性炭吸附。即:用固定化脲酶和微胶囊活性 炭组成人工肾。 3、固定化酶在酶传感器方面的应用 最常用的酶传感器是酶电极,即将固定化酶膜与转换电极做在一起,当酶膜与被测物发生催化反 应而生成电极活性物质后,电极测定活性物质并将其转换为电信号输出。
(3)高果糖浆的生产-葡萄糖异构酶 葡萄糖异构酶 世界上生产规模最大,应用最为成功的一 种固定化酶。 (4)β-半乳糖苷酶 又称为乳糖酶,用于水解乳中存在的乳糖, 生成半乳糖和葡萄糖用于制造低乳糖奶。 已于1977年实现工业化
(5)延胡索酸酶 生产L-苹果酸;天冬氨酸酶用于延胡索酸转化生产L-天冬氨酸。 (6)脂肪酶 脂肪酶是重要的工业酶制剂品种之一,其中用于有机相合成的具有转酯化或酯化功能的 脂肪酶的规模化生产对于酶催化合成精细化学品和手性化合物有重要意义。已经有多种 固定化脂肪酶用于工业化生产
固定化酶的应用
1、固定化酶在工业生产中的应用 (1)氨基酰化酶 世界上第一种工业化生产的固定化酶。 1969年,日本田边制药公司将从米曲霉中提取分离得到的氨基酰化酶. (2)植酸酶 植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸(盐)的一类酶的总称,属磷酸单酯水解酶。 固定化植酸酶已经工业化生产,广泛用于饲料行业。
课堂总结
固定化酶的应用
固定化酶的应用
引入
固定化生物技术 通过化学或物理的手段将酶或游 离细胞定位于限定的空间区域内, 使其保持活性并可反复利用。
模块三、酶的下游生产工艺
学习情境十四
酶的固定化
工作任务 (一) 固定化技术和固定化酶概述
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](https://img.taocdn.com/s3/m/75e9acb80342a8956bec0975f46527d3250ca657.png)
固定化酶技术及应用的研究进展固定化酶技术是一种将酶固定在载体上的方法,以提高酶的稳定性和重复使用率。
过去几十年来,固定化酶技术在生物催化、制药工业、食品工业等领域得到了广泛应用。
本文将介绍固定化酶技术的研究进展及其在不同领域的应用。
1.固定化酶的载体材料:传统的酶固定化载体包括天然多孔材料(如海藻酸钙、硅胶等)、无机材料(如纳米金、纳米磁性颗粒等)和有机材料(如聚酰胺、聚氨酯等)。
近年来,新型载体材料如金属有机骨架材料(MOFs)、二维材料等也被广泛研究,这些载体材料具有较大的比表面积和孔隙结构,有助于提高酶的固定化效果。
2.固定化酶的固定化方法:固定化酶的方法多种多样,包括吸附法、共价固定法、交联法、包埋法等。
吸附法是最简单的固定化方法,将酶溶液滴到载体表面,酶会自发地吸附在载体上;共价固定法通过化学反应将酶共价键结合到载体上,稳定性较好;交联法通过交联剂将载体和酶固定在一起,增加了载体和酶的稳定性;包埋法是将酶包裹在材料中,保护酶免受外界环境影响。
3.固定化酶的性能调控:通过改变固定化酶的载体材料、固定化方法和酶的固定化条件等,可以调控固定化酶的性能。
例如,调控载体材料的表面性质可以提高酶的活性和特异性;调控固定化方法和条件可以改变酶的稳定性和重复使用率。
1.生物催化领域:固定化酶技术在生物催化领域具有重要应用。
固定化酶可以用于催化酶促反应,如酶催化合成有机化合物、酶催化合成生物柴油等。
相比于游离酶,固定化酶具有较高的催化效率和稳定性,可以大幅度提高生产效率。
2.制药工业:固定化酶技术在制药工业中有广泛应用。
固定化酶可以用于制备药物原料、合成药物和代谢药物等。
与传统的化学合成方法相比,固定化酶合成方法具有高选择性、低副产物生成和环境友好等优点。
3.食品工业:固定化酶技术在食品工业中的应用也不容忽视。
固定化酶可以用于酿造、咖啡因去除、果汁澄清等。
利用固定化酶技术可以提高产品质量,降低生产成本。
酶的固定化技术及其应用
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酶的固定化技术及其应用
1 固定化酶
固定化酶(Enzyme immobilization)是指将酶物质由可溶解状态
变为固体状态,可以将活性较弱、易水解的酶,其重复利用、反应时
间长等优点而被广泛应用。
固定化酶的方法有很多,比如粒子固定化、介孔固定化、水膜固
定化、络合固定化、键合固定化和分子印迹固定化技术等等。
它们之
间的差异在于固定化酶对酶的原始活性变化情况。
2 固定化酶的应用
固定化酶除了具有重复利用、反应时间长等普遍优点外,还可以
应用于多种领域,比如医疗诊断、分析检测、药物合成、制药工业等,深受科研和工业界的重视。
固定化酶在药物合成中,用于集中化学反应、启动物料的转化,
可以有效提高反应产率,减少有害物质的排放,从而获取纯度较高的
有效成分,在药品工业中可实现大规模的批量生产,降低成本。
此外,固定化酶还可用于环境污染问题,比如某些微生物中含有
放射性元素,可使用固定化酶将其净化,解决环境污染的问题,维护
环境健康。
同时,固定化酶还有广泛的应用于食品工业、饮料工业、制糖、
乳品加工以及有机合成等领域中,为生产过程提供工艺改进和工艺优
化技术。
3 总结
固定化酶是将酶物质由可溶解状态变为固体状态,应用技术繁多,在医疗诊断、药物合成、制药工业等多个领域发挥着重要作用。
未来,随着固定化酶技术的发展,它在医药、食品、生物工程和环保等领域
的应用将更加广泛。
酶的固定化技术及其应用
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酶工程课程论文题目:酶的固定化技术及其应用学院:食品学院专业:食品科学与工程班级:食品101(35)2012-11-21酶的固定化技术及其应用摘要:酶的固定化技术是酶工程研究领域的一项重点和热点技术之一,酶的固定化技术可以显著提高酶的利用率,降低酶生产的成本。
本文主要研究酶的固定化技术,酶固定化的优缺点,以及在食品,医药,环境中的应用。
并对其研究的前景进行了简洁的预测。
关键字:酶固定化技术应用酶作为一种生物催化剂,因其催化作用具有高度专一性、催化条件温和、无污染等特点,广泛应用于食品加工、医药和精细化工等行业。
但在使用过程中,人们也注意到酶的一些不足之处,如酶稳定性差、不能重复使用,并且反应后混入产品,纯化困难,使其难以在工业中更为广泛的应用。
因此为适应工业化生产的需要,人们模仿人体酶的作用方式,通过固定化技术对酶加以固定改造,来克服游离酶在使用过程中的一些缺陷。
固定化酶,是指在一定的空间范围内起催化作用,并能反复和连续使用的酶。
与传统的酶相比,固定化酶具有游离酶所不可比拟的优点.同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次地使用;固定化后,和反应物分开,有利于控制生产过程,同时也省去了热处理使酶失活的步骤;稳定性显著提高;可长期使用,并可预测衰变的速度;提供了研究酶动力学的良好模型等一系列的优点。
用于固定化的酶,起初都是采用经提取和分离纯化后的酶,随着固定化技术的发展,也可采用含酶细胞或细胞碎片进行固定化,直接应用细胞或细胞碎片中的酶或酶系进行催化反应.由于微生物细胞可直接作为酶源,所以逐渐产生了固定化细胞技术.固定化细胞的优点是:(1)省去了酶分离纯化的时间和费用;(2)可进行多酶反应;(3)保持了酶的原始状态,从而增加了酶的稳定性.但固定化细胞与固定化酶相比,也存在一些不足之处:(1)因为产生副反应和所需生化产物的进一步代谢,使固定化完整细胞生产的产物纯度可能比固定化酶低;(2)细胞使用相当长的时间后,常常会发生自溶,尤其是在细胞有可能进行增殖时,细胞的漏出就特别明显:(3)单位体积反应器内固定化细胞的活性总是比相应的固定化酶活性低.酶的固定化方法主要可分为四类:吸附法、包埋法、共价键结合法和交联法等。
酶生物传感器中酶的固定化技术
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酶生物传感器中酶的固定化技术
酶生物传感器中的酶固定化技术是一种利用酶作为生物传感器的关键技术,可以将酶固定在传感器上,使得检测信号可以被有效地检测。
这一技术可以大大减少传感器中应用酶的成本,提升检测精度和灵敏度。
酶固定化技术是用来把酶固定在传感器上的一种技术,它使酶能够更加稳定的存在,也能够更好的发挥它的功能。
主要的酶固定化技术有以下几种:
1、固定化技术:通常使用交联剂、硅胶涂层等技术将酶固定在传感器表面上,这样可以有效地保护酶的活性,从而提高检测灵敏度。
2、基因工程技术:利用基因工程技术,可以将所需的酶基因组合到一起,形成一个新的基因,然后将这个新基因植入到传感器中,从而使得酶能够被固定在传感器中。
3 、纳米技术:纳米技术可以将酶固定在纳米粒子表面上,这样可以使得酶在纳米粒子表面上能够更好地展开功能,也能够显著提高检测灵敏度。
4、膜定向技术:膜定向技术的原理是将酶固定在膜的一侧,从而可以使得酶只能够通过膜的一侧进入传感器内部,这样可以大大提高检测效率。
酶生物传感器中的酶固定化技术可以让酶保持稳定的活性,从而提高检测灵敏度,减少成本。
不同的酶固定化技术都有其各自的优势,诸如交联剂可以显著提高检测精度,基因工程技术可以更好地控制酶的活性,纳米技术可以让酶发挥更强的活性,而膜定向技术可以提高检测的效率。
所以,酶生物传感器中的酶固定化技术是目前提升检测精度和灵敏度的重要技术,也是生物传感器的重要组成部分。
固定化酶的优点及应用实例
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固定化酶的优点及应用实例固定化酶是指通过物理或化学的手段将酶固定在固体支持材料上,并保持其活性的一种酶工程技术。
相比于游离酶,固定化酶具有许多优点,主要包括增强酶的稳定性、可重复使用、容易分离和纯化、提高酶的催化活性等。
首先,固定化酶可以增强酶的稳定性。
固定化酶能够降低酶分子的运动速度,减少酶与环境中有害物质之间的接触,从而提高酶分子对温度、pH值、有机溶剂等外界环境变化的耐受能力,增强了酶的稳定性。
此外,固定化酶能够降低酶分子的脱活速率,延长酶的使用寿命。
其次,固定化酶具有可重复使用的优势。
在固定化酶的底物转化过程中,底物可以通过固定载体穿透到固定酶的反应位点,并在该位点上发生反应。
这样,在反应结束后,固定载体上的酶仍然附着在固定载体上,可以被很容易地分离和回收。
由于固定酶是可重复使用的,可以降低生产成本,并实现高效率的生产。
对于一些昂贵的酶,这种节约是非常重要的。
此外,固定化酶比游离酶更容易分离和纯化。
由于固定酶附着在固体支持材料上,可以直接通过过滤、离心等简单方法将酶与底物分离。
相比之下,游离酶的分离和纯化需要复杂的步骤,如沉淀、色谱等。
最后,固定化酶还可以提高酶的催化活性。
固定酶附着在固体支持材料上后,可以形成固定化酶系统。
该系统中,固定酶可在相对较高的浓度下存在,并且在固定载体中有更多的酶底物分子与酶分子接触,从而提高反应速率,提高酶的催化活性。
固定化酶在许多领域中有广泛的应用,以下为几个实例:第一个应用实例是固定化酶在食品工业中的应用。
例如,固定化葡萄糖氧化酶用于葡萄糖测定,固定化氨基酸酶用于酿造中的氨基酸测定。
固定化酶在生产中具有可重复使用、稳定性和应用便利等优点,可以实现高效和规模化的生产。
第二个应用实例是固定化酶在生物制药中的应用。
例如,固定化饲料酶用于动物饲料中的消化酶替代,固定化抗体酶用于生物制药中的抗体药物生产。
固定化酶不仅可以提高药品的生产效率,还可以降低生产成本,提高产量和质量。
固定化酶技术在工业生产中的应用
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固定化酶技术在工业生产中的应用固定化酶技术是指将酶固定在载体上,形成固定化酶,在工业生产中应用广泛。
相比自由酶,固定化酶有很多优点,例如稳定性和重复使用性强,能够降低生产成本和环境污染,提高生产效率等。
下面本文将从固定化酶技术的概念、优点、应用以及未来发展等方面来阐述其在工业生产中的应用。
一、固定化酶技术的概念固定化酶技术是一个将酶固定到载体上,形成固定化酶的过程。
这种酶的形式可以是不同的,如固态酶或糖基载体。
使用固定化酶可以带来很多优点,如稳定性、重复使用性、环保、酶失活率低等,从而带来经济效益等显著效果。
固定化酶技术的应用范围非常广泛,包括医药、食品、工业生产等领域。
二、固定化酶技术的优点1、稳定性相比自由酶,固定化酶由于可以固定在载体上,因此可以提高酶的稳定性。
酶与载体形成的复合结构,可以使酶受到保护,减少不必要的结构或功能的损失,使酶的特殊性质更好地发挥,避免了一些化学反应和粘性的问题。
2、重复使用性固定化酶技术具有较高的重复使用性,而自由酶只能使用一次,因此,固定化酶更优越,在使用过程中,更可以起到长时间的使用和连续生产的作用,可降低生产成本,提高经济效益。
3、环保相比自由酶,固定化酶对环境污染要小得多。
自由酶使用后,会在环境中分解,产生污染。
而固定化酶则将酶固定在载体上,可以重复使用,不污染环境。
4、降低酶失活率自由酶使用过程中,受到温度、PH值等因素的影响非常大,会使酶失活,效果大打折扣。
而固定化酶则对外界因素的敏感性较低,因此失活率低,保证了其稳定性和生产效率。
三、固定化酶技术在工业生产中的应用1、生物质转化生物质转化在生物化学制药、生物化工和农业生产等领域中具有重要的地位和广阔的应用前景。
它是利用生物体无机盐、有机质分泌的酶来进行的。
在生物质转化生产过程中,固定化酶技术的应用变得越来越普遍和重要。
例如:在木质素降解中,采用固定化酶可以大幅度提高木质素的酶解效率和催化活性,因为固定化酶可以提高酶附着的载体稳定性和活性,使其能够持续进行反应,有效提高产量和质量。
酶及细胞固定化技术
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酶及细胞固定化技术酶及细胞固定化技术是一种将酶或细胞固定在某种材料上,以便进行特定反应的技术。
这种技术可以有效地提高反应速率、稳定性和重复使用性,广泛应用于生物技术、食品工业、环境保护和医药领域。
本文将介绍酶及细胞固定化技术的原理、应用和未来发展方向。
酶及细胞固定化技术的关键在于将酶或细胞固定在一种载体上,以便进行特定反应。
常用的载体材料包括天然材料如海藻酸钠、明胶、聚乙烯醇等,以及合成材料如聚丙烯酸酯、氧化硅、氨基硅烷等。
通过交联、吸附、包埋等方法,将酶或细胞与载体结合在一起,形成固定化的酶或细胞系统。
固定化技术的主要优点在于可以提高酶或细胞的稳定性和重复使用性。
通过固定在载体上,酶或细胞可以更好地抵抗外界因素的影响,如温度、pH值、离子强度等。
固定化的酶或细胞可以通过简单的分离和回收,实现反应产物的纯化和酶的再利用。
二、酶及细胞固定化技术的应用酶及细胞固定化技术在生物技术、食品工业、环境保护和医药领域有着广泛的应用。
1. 生物技术领域在生物技术领域,酶及细胞固定化技术被用于生产化学品、药物和生物燃料。
以葡萄糖氧化酶为例,固定化的葡萄糖氧化酶可以用于葡萄糖检测、生物传感器以及生物燃料电池中。
固定化的工程酶也被用于合成生物材料、精细化学品和医药中间体,以实现高效、环保的生产过程。
2. 食品工业领域在食品工业领域,酶及细胞固定化技术被用于食品加工、酿造和酶制剂制备。
在酿造过程中,固定化的酵母细胞可以实现连续发酵,提高酒精产率和控制发酵过程。
而在食品加工中,固定化的酶可以用于降解醣类、蛋白质和脂肪,改善食品的口感和营养价值。
3. 环境保护领域在环境保护领域,酶及细胞固定化技术被用于废水处理、土壤修复和污染物降解。
固定化的微生物可以被用于处理含有重金属、有机物和氮、磷等污染物的废水,减少对环境的影响。
固定化的酶也可以用于土壤修复,去除油污和有机污染,改善土壤的质量。
4. 医药领域在医药领域,酶及细胞固定化技术被用于药物的制备、生物传感器和组织工程。
酶固定化技术及其应用
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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。
固定化酶技术在制药工业中的应用
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固定化酶技术在制药工业中的应用固定化酶技术是一种先进的酶制备技术,在制药工业中有着广泛的应用。
这项技术的优点包括提高酶的稳定性、延长酶的寿命、减少酶的损失等等。
在本文中,我们将详细讨论固定化酶技术在制药工业中的应用。
一、固定化酶技术的原理固定化酶技术是将酶与载体(如树脂、氧化铝等)相结合,形成一种固定化酶复合体。
这种酶复合体能够提高酶的稳定性、延长酶的寿命、增加酶的活性等。
在制药工业中,固定化酶技术主要应用于药物合成、治疗和检测等方面。
二、固定化酶技术在药物合成中的应用固定化酶技术在药物合成中的应用非常广泛。
通过将酶固定在载体上,可以实现对化学反应的精确控制,从而获得高纯度的化学产物。
例如,在生产青霉素的过程中,就需要使用青霉素酶进行催化反应,而固定化青霉素酶能够提高反应的产率和产物的纯度,从而有效地提高生产效率和质量。
三、固定化酶技术在药物治疗中的应用固定化酶技术在药物治疗中的应用也非常广泛。
例如,在治疗胰岛素依赖性糖尿病时,可以使用固定化胰岛素酶进行治疗。
这种技术可以实现胰岛素酶的持续释放,从而有效控制血糖水平。
四、固定化酶技术在药物检测中的应用固定化酶技术在药物检测中也有着广泛的应用。
例如,在药物残留检测中,可以使用固定化酶进行检测。
这种技术可以使用特定的酶来将药物分解为易于检测的化合物,从而实现对药物残留的准确检测。
五、固定化酶技术的发展前景固定化酶技术在制药工业中的应用前景非常广阔。
未来,随着固定化酶技术的不断发展,我们可以想象到在治疗、检测、生产等方面都会有着更广泛、更深入的应用。
六、结论固定化酶技术是一项非常重要的技术,在制药工业中具有广泛的应用前景。
通过固定化酶技术,我们可以实现对药物生产、治疗和检测等方面的精确控制,从而提高生产效率和药物质量,为人类的健康事业做出更大的贡献。
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酶工程课程论文题目:酶的固定化技术及其应用学院:食品学院专业:食品科学与工程班级:食品101(35)2012-11-21酶的固定化技术及其应用摘要:酶的固定化技术是酶工程研究领域的一项重点和热点技术之一,酶的固定化技术可以显著提高酶的利用率,降低酶生产的成本。
本文主要研究酶的固定化技术,酶固定化的优缺点,以及在食品,医药,环境中的应用。
并对其研究的前景进行了简洁的预测。
关键字:酶固定化技术应用酶作为一种生物催化剂,因其催化作用具有高度专一性、催化条件温和、无污染等特点,广泛应用于食品加工、医药和精细化工等行业。
但在使用过程中,人们也注意到酶的一些不足之处,如酶稳定性差、不能重复使用,并且反应后混入产品,纯化困难,使其难以在工业中更为广泛的应用。
因此为适应工业化生产的需要,人们模仿人体酶的作用方式,通过固定化技术对酶加以固定改造,来克服游离酶在使用过程中的一些缺陷。
固定化酶,是指在一定的空间范围内起催化作用,并能反复和连续使用的酶。
与传统的酶相比,固定化酶具有游离酶所不可比拟的优点.同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次地使用;固定化后,和反应物分开,有利于控制生产过程,同时也省去了热处理使酶失活的步骤;稳定性显著提高;可长期使用,并可预测衰变的速度;提供了研究酶动力学的良好模型等一系列的优点。
用于固定化的酶,起初都是采用经提取和分离纯化后的酶,随着固定化技术的发展,也可采用含酶细胞或细胞碎片进行固定化,直接应用细胞或细胞碎片中的酶或酶系进行催化反应.由于微生物细胞可直接作为酶源,所以逐渐产生了固定化细胞技术.固定化细胞的优点是:(1)省去了酶分离纯化的时间和费用;(2)可进行多酶反应;(3)保持了酶的原始状态,从而增加了酶的稳定性.但固定化细胞与固定化酶相比,也存在一些不足之处:(1)因为产生副反应和所需生化产物的进一步代谢,使固定化完整细胞生产的产物纯度可能比固定化酶低;(2)细胞使用相当长的时间后,常常会发生自溶,尤其是在细胞有可能进行增殖时,细胞的漏出就特别明显:(3)单位体积反应器内固定化细胞的活性总是比相应的固定化酶活性低.酶的固定化方法主要可分为四类:吸附法、包埋法、共价键结合法和交联法等。
吸附法和共价键结合法又可统称为载体结合法。
1.包埋法包埋固定化法是把酶定位于聚合物材料的格子结构或微胶囊结构中.这样可以防止酶蛋白释放,但是底物仍能渗入格子内与酶相接触.此法较为简便,酶分子仅仅是被包埋起来,生物活性破坏少,但此法对大分子底物不适用.(1)凝胶包埋.凝胶包埋法是将酶包埋在交联的水不溶性凝胶的空隙中的方法.交联聚丙烯酰胺凝胶包埋法是首先被采用的包埋技术.Bernfeld和Wan(1963)用此法固定了胰蛋白酶、木瓜蛋白酶.用此方法后来又固定了过氧化氢酶、胰凝乳蛋白酶,葡萄糖苷酶,近年,又有人使用天然材料如藻酸盐和卡拉胶进行包埋.(2)微胶囊包埋.将酶包埋于半透性聚合体膜内,形成直径为1~100um的微囊.这种固定化酶是以物理方法包埋在膜内的,只要底物和产物分子大小能够通过半透膜,底物和产物分子就能够以自由扩散的方式通过膜.2.吸附法吸附固定是最简单的方法,酶与载体之间的亲和力是范德华力、离子键和氢键.此方法又可分为物理吸附法和离子吸附法.(1)物理吸附法.使用对蛋白质具有高度吸附能力的非水溶性载体,如活性碳质,多孔玻璃等作为吸附剂,将酶吸附到表面上使酶固定化.这种方法操作简单反应条件温和,载体可反复使用,但结合不牢固,酶易脱落.(2)离子吸附法.利用酶蛋白在解离状态下可用电荷引力而固着于带有与酶蛋白电荷相异的离子交换剂(水不溶性载体)上的固定化方法.此法操作简单,固定较为牢固,在工业上用途颇广.常用的载体有阴离子交换剂(如:DEAE(二乙氨基乙基)一纤维素,TEAE(四乙氨基乙基)一纤维素,DEAE一葡聚糖凝,和阳离子交换剂(如:羧甲基纤维素(CMC).3.共价法酶蛋白分子上的官能团和固相支持物表面上的反应基团之间形成共价键连接的方法.其优点是酶与载体之间的连接很牢固,稳定性好,但反应条件激烈,操作复杂,控制条件苛刻.目前,已建立的方法包括:(1)重氮法.这是共价键法中使用最多的一种,将具有氨基的不溶性载体,以稀盐酸和亚硝酸钠处理,成为重氮化物,再与酶分子偶联.酶蛋白中的游离氨基,组氨酸中的咪唑基,酪氨酸中的酚基,可与其结合.(2)肽键法.此法是将有功能基团的载体与酶蛋白中赖氨酸的e一氨基或N末端的a一氨基作用形成肽键,成为固定化酶.(3)烷基化法和芳基化法.以卤素为功能基团的载体与酶蛋白的氨基或巯基发生烷基化或芳基化反应,形成固定化酶.4.交联法使酶与带两个以上的多官能团试剂进行交联反应,生成不溶于水的二维交联聚集体,交联形成的固定化酶称为交联酶.与共价结合法一样,都是靠化学结合的方法使酶固定化.其区在于交联法使用了交联剂.常用的交联剂有戊二醛,鞣酸啪.单用戊二醛交联得到固定化酶的方法很少单独使用.将此法与吸附法或包埋法联合使用可以达到良好的加固果.例如:先用几丁质吸附,再用戊二醛交联等.5.其他方法(1)物理方法.将酶限制在半透膜或超滤膜中,使酶仍以天然状态(可溶的)长期连续使用.用此方法固定的酶有蔗糖酶,酰胺酶等.(2)利用可溶性一不溶性载体.1989年,Masayuki等报道了肠溶衣聚合物(Enteric coating polmer)Eudragitl.当pH<4.0时,呈不可溶性(有利于酶的回收),当pH>5.0时,呈可溶性(有利于酶接近不容性底物).作者用此法固定了纤维素酶.6.4.2固定化酶的性质酶在水溶液中以自由的游离状态存在,但是固定后酶分子便从游离的状态变为牢固地结合于载体的状态,其结果往往引起酶的性质的改变。
为此,在固定化酶的应用过程中,必须了解固定化酶的性质与游离酶之间的差别,并对操作条件加以适当调整,酶固定化后所引起的酶性质的改变,一般认为其原因可能有两种:一是使酶本身变化;二是受固定化载体的物理或化学性质的影响.所谓酶本身的变化,主要是由于活性中心的氨基酸残基、高级结构和电荷状态等发生了变化;载体影响,则主要体现在固定化酶的周围,形成了能对底物产生影响的扩散层,以及静电的相互作用等引起的.(1)温度.酶被固定化以后,其最适温度比天然酶高一些,一般因酶而异,大致提高5~15。
C范围.(2)稳定性.酶经固定后,稳定性都有所增加,稳定性的提高包括对各种试剂的稳定性、对蛋白酶的稳定性、热稳定性的贮存及操作稳定性等.(3)pH值。
酶和细胞经固定化后,其最适pH及pH活性曲线有时发生变化,有时则不发生变化.据报道,最适pH的变化是由载体的静电荷决定的,用聚合阳离子作载体,其最适pH比固定化前向酸性一侧偏移1个pH单位.这可解释为:当酶被结合到聚合阳离子载体上时,酶蛋白的阳离子数增多,从而造成固定化酶反应区域pH值比外部溶液偏碱.这样,实际上酶的反应是在反应液的pH偏碱的一侧进行的,从而使最适pH值转移到了酸性一侧,若用聚合阴离子作载体,则与上述情况相反,最适pH值移向碱性一侧在膜的一侧或固定膜上,酶反应可连续进行,提高了酶的利用效率,反应产物通过半透膜透去,消除了产物对酶反应的抑制,使酶反应不断朝着生成产物的方向进行[驯.中空纤维反应器也是一种应用较多的反应器旧.目前多酶反应器的研究很多,但由于工艺的复杂性,工业化应用的例子很少.7. 固定化酶的应用与游离酶相比,固定化酶在保持其高效专~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,酶经过固定化后,能耐受温度及pH值的变化,催化反应连续可控、工艺流程简便。
崮定化酶作为现代生物技术的一万方个新领域,发展很快。
目前已广泛应用干食品.医药、轻工、环保等领域。
在精细有机合成,临床分析和微量有害物质检测方面的应用也在不断扩展。
2.1 在食品工业中的应用酶固定化在食品工业中的应用是早期发展起来的一个传统领域。
其中最常用的,也是规模最大的过程,就是采用固定化葡萄糖异构酶,从葡萄糖生产高果糖浆。
其它还包括采用固定化乳糖酶去除牛乳中的乳糖、采用固定化脂肪酶通过转酶反应生产可可油替代品、采用固定化耐热蛋白酶制造甜味剂2天冬甜精,以及应用固定化L2天冬酶从富马酸铵生产天冬氨酸等在饮料加工过程中利用漆酶可以氧化酚类物质,使其聚合,这既可使果汁在加工过程中快速澄清,又解决了果汁长时间储存所产生的后浑浊问题(且不用聚乙烯吡咯烷酮、活性炭及吸附剂处理)污染问题少,有报道显示可将固定化的漆酶用于苹果汁的澄清和儿茶酸的去除”2.2在医学和临床中的应用药用酶可通过固定化提高其稳定性及缓释性、并可除去免疫原性。
前列腺素衍生物是20世纪发现的重要药物之一,用大孔径N2聚氨乙基丙烯酰胺为载体,使前列腺素合成酶固定化,合成前列腺素衍生物E1,显示出良好的活性及贮存稳定性"。
微囊固定化过氧化氢酶具有良好的酶活性及稳定性,在临床检测及卫生防疫方面具有广泛用途”。
固定化酶还可应用于临床检测分析,如萤火虫荧光素酶的生物传感器在医学等诸多领域有着现实的和潜在的应用前裂。
2.3在环境保护中的应用固定化酶一个很大的用途是处理废水中一些有毒有害物质,防止污染。
其中漆酶的固定化应用较为广泛,酚类化合物是废水中一类常见的高含量污染物,漆酶可以催化氧化酚类化合物,而且不用加入过氧化物酶,在废水处理中,由于组分复杂而且经常变化,利用单一的固定化酶很难收到好的处理效果。
因此,要用多酶固定化体系组合处理,才能使有机物全矿化和保持无害稳定排放。
如德国有人将九种对硫磷农药降解具有活性的酶,共价组合固定在多孔玻璃珠和硅胶上制成固定化酶,填充到柱状反应器中处理含硫磷农药废水,可获得95%以上的处理效果。
连续工作70d酶的活性没有变化。
日本有人用固定化的淀粉酶处理淀粉废水和造纸废水。
美国科学家贝Ⅱ报道了二氧化硅凝胶为载体的固定化酶传感器在监测大气中二氧化碳含量变化中的应用例。
3展望固定化技术作为一项新兴技术有着不可限量的活力,引起了酶工业极大的变化。
固定化酶作为第二代酶制剂正日益成为酶应用方面的生力军。
开发新型固定化技术、改进传统固定化方法是酶固定化研究的主要趋势。
生物技术,特别是蛋白质工程和基因重组等分子生物学技术的发展和酶固定化技术可以相互补充,必将对固定化酶在环境保护、食品工业、医药卫生等领域的应用起到更大的推动作用。
保护、食品工业、医药卫生等领域的应用起到更大的推动作用。
[1] 陶声等.固定化酶理论与应用,北京:轻工业出版社,1987[2] 田沈.应用与环境生物学报,1999;5:80—83[3] 拜永孝。
李彦锋,马应霞,等.同定化酶技术及其应用[J].化学通报,2005,(68):1-6.[4] 陈雄.同定化糖化酶的研究[J].中国酿造,2001,112(2):19.20.[5] Xi F N。