固定化酶ppt

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固定化酶技术ppt课件

固定化酶应有最小的空间位阻。酶与载体必须结合牢固，利于固定化酶的回收及反
复使用。固定化酶应有最大的稳定性，所选载体不与废物、
产物或反应液发生化学反应。固定化酶成本要低，以利于工业使用。
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3.1 固定化酶的传统制备方法
3.1.1吸附法
吸附法是利用物理吸附法，将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等载体上的固定方式。显著特点是：工艺简便及条件温和，包括无机、有机高分子材料，吸附过程可同时达到纯化和固定化；酶失活后可重新活化，载体也可再生。但要求载体的比表面积要求较大，有活泼的表面。
酶与载体的结合部位不应当是酶的活性部位（酶活性中心的氨基酸残基不发生变化）
避免那些可能导致酶蛋白高级结构破坏的条件。由于酶蛋白的高级结构是凭借氢键、疏水键和离
子键等弱键维持，所以固定化时要采取尽量温和的条件，尽可能保护好酶蛋白的活性基团。
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固定化应该有利于生产自动化、连续化。载体能抗一定的机械力。
(2)微囊型
把酶包埋在由高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶。由于形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米，所以也称为微囊化法。
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1.3结合法酶蛋白分子上与不溶性固相支持物表面上通过离子键结合而使酶固定
的方法，叫离子键结合法。其间形成化学共价键结合的固定化方法叫共价键结合法。共价键结合法结合力牢固，使用过程中不易发生酶的脱落，稳定性能好。该法的缺点是载体的活化或固定化操作比较复杂，反应条件也比较强烈，所以往往需要严格控制条件才能获得活力较高的固定化酶。
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3.2固定化酶的新型制备方法
3.2.1共价固定法酶分子表面存在很多可供利用的化学基团。选择性地利用酶分子表面远离

固定化酶PPT课件

A．重氮法
h
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B 叠氮法
•例 • 用羧甲基纤维素叠氮衍生物制备固定化胰蛋
白酶，步骤如下：
• ⑴ 酯化 • ⑵ 肼解 • ⑶ 叠氮化 • (4) 偶联
h
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B 叠氮法
• 对含有羧机基的载体，与肼基作用生成含有酰肼基团的载体，再与亚硝酸活化，生成叠氮化合物。最后于酶偶联
h
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C．烷基化反应法
• 含羟基的载体可用三氯三嗪等多卤代物进行活化，形成含有卤素基团的活化载体。
乙酰 -DL — Ala 乙酸
L — Ala +
Ala Aminoacylase
乙酰 -D —
氨基酰化酶
h
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A-L-Ala A-D-Ala
储罐
固定化酶柱子
消
泵
离心机
旋
反
应
器
反应产物
L-Ala A-D-Ala
晶体 L-Ala
h
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2、固定化酶在医学上的应用（酶电极）
（1）葡萄糖电极
半透膜酶胶层
感应电极
ß－D－葡萄糖＋O2
酶电极示意图
D－葡萄糖酸－1，5－内酯＋H2O
h
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葡萄糖氧化酶
葡萄糖＋醌＋H2O
葡萄糖酸＋氢醌
Pt
氢醌
醌＋2H＋＋2e－
铂电极
h
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（2）脲电极
脲酶
Urea + 2H2O
2NH4++2HCO3-
产生的2NH4+为阳离子电极感应。
此外还有：氨基酸电极醇电极尿酸电极乳酸电极青霉素电极亚硝酸离子电极：菠菜亚硝酸还原酶产生NH3

酶与细胞的固定化课件.ppt

采用明胶作载体,戊二醛作交联剂制备固定化果胶酯酶（焦云鹏，2005）
固定化果胶酯酶的热稳定性
固定化果胶酯酶的pH稳定性
采用明胶作载体,戊二醛作交联剂制备固定化果胶酯酶（焦云鹏，2005）
固定化果胶酯酶作用的最适温度
固定化果胶酯酶作用的最适pH值
5、酶的动力学特征固定化酶的表观米氏常数Km随载体的带电性能变化。二者电荷不同，因静电作用，固定化酶的表观Km值低于溶液的Km值；电荷相同，由于亲和力降低，固定化酶的表观Km值显著增加。
Cefaclor(R1=H,R3=Cl) Cephalexin(R1=H,R3=Me) Cefadroxil(R1=OH,R3=Me)
酶促合成头孢类抗生素
CHCOOCH3 + H2N
NH2
O
S
Synthetase
N CH3
COOH
Esterase
CHCOOH +
NH2
CHCONH
NH2 O
S
N CH3
交联法有2种形式即酶直接交联法和酶辅助蛋白交联法。
酶直接交联法：在酶液中加入适量多功能试剂，使其形成不溶性衍生物。固定化依赖酶与试剂的浓度、溶液pH和离子强度、温度和反应时间之间的平衡。
酶辅助蛋白交联法：为避免分子内交联和在交联过程中因化学修饰而引起酶失活，可使用第二个"载体"蛋白质（即辅助蛋白质，如白蛋白、明胶、血红蛋白等）来增加蛋白质浓度，使酶与惰性蛋白质共交联。
二、固定化酶和固定化细胞的性质与表征（一）固定化酶的性质 1、酶的活性多数情况下固定化酶的活力常低于天然酶。原因：酶结构变化与空间
位阻。
2、酶的稳定性大多数固定化酶具有较高的稳定性、较长的操作寿命和保存寿命。

固定化酶-PPT精品文档

世界第一例获得工业应用的固定化酶是 DEAESephadex A-25吸附的氨基酰化酶反应用于 DL-AA的光学分析。
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（二）、包埋法
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1、凝胶包埋法（胶格包埋法）：
第七章固定化酶
（Immobilized Enzyme）
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酶在水溶液中不稳定，一般不能反复使用，而且不易与产物分离，不利于产物的提纯和精制。针对这些限制酶广泛应用的因素，将水溶性酶或游离细胞经过化学或物理手段处理，将酶束缚在一定的空间内，限制酶分子在此区间进行活跃的催化作用，成为不溶于水的固定化的酶或细胞。固定化酶:固定在载体上，并在一定范围内进行催化反应的酶。
锲而舍之，朽木不折。锲而不2.吸附法的优点、缺点
吸附法的优点：操作简单，可供选择的载体类型多，吸附过程可同时达到纯化和固化的目的，所得到的固定化酶使用失活后可以重新活化和再生。吸附法的缺点：酶和载体的结合力不强，易脱落，会导致催化活力的丧失和沾污反应产物。
离子结合法(ion binding)是指在适宜的pH和离子强度
条件下，利用酶的侧链解离基团和离子交换基间的相互作用而达到酶固定化的方法（离子键）。
最常用的交换剂有CM-纤维素、DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶等；其他离子交换剂还有各种合成的树脂如 Amberlite XE-97、Dowe X-50等。
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吸附法包埋法共价结合法交联法

《酶的固定化》PPT课件

第一节酶固定化
定义酶的固定化:将酶和菌体与不溶性载体结合的过程; 固定化酶:在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能连续进行反应，反应后的酶可回收重复使用; 概念发展
“水不溶酶”（water insoluble enzyme) “固相酶”（solid phase enzyme)
1971年第一届国际酶工程会议正式采用“固定化酶（immobi lized enzyme)”
• 1、吸附法(link) • 2、包埋法(link) • 3、结合法(link) • 4、交联法(link) • 5、热处理法(link)
酶固定化方法示意图
吸附法用固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上而使其固定的方法; 固体吸附剂:活性炭、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等; (1)操作简单，条件温和，不会引起酶变性失活，载体廉价易得，可反复使用; (2)物理吸附结合能力弱，酶与载体结合不牢固易脱落.
(2)产物酸碱性对最适pH值的影响
酸性:固定化酶的最适pH值比游离酶的高碱性:固定化酶的最适pH值比游离酶的低中性:固定化酶的最适pH值一般不变原因:载体障碍产物的扩散
(back)
底物的特异性
与底物分子量的大小有关; 作用于低分子量底物的酶，没有明显变化，如氨基酰化酶、葡聚糖氧化酶等; 既可作用于大分子底物，又可作用于小分子底物的酶，往往会发生变化。如，固定在羧甲基纤维素上的胰蛋白酶，对二肽或多肽的作用保持不变，而对酶蛋白的作用仅为游离酶的3%左右原因:载体的空间位阻作用
Relative activity (%)
100
80
60
A
B 40
20
0 30 40 50 60 70 80 90 Temperature ( 篊 )

第五章酶的固定化ppt课件

“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程” 。
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概念
固定化酶是指固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。固定化酶既保持了酶的催化特性，又克服了游离酶的不足之处，具有增强稳定性，可反复或连续使用以及易于和反应产物分开等显著特点。直接固定菌体或菌体碎片的，称为固定化菌体或固定化死细胞。
（2）半透膜包埋法将酶包埋在由各种高分子聚合物制成的小
球内，制成固定化酶. 制备方法：酶，水，乙二胺
癸二酰氯+氯仿
包埋法优点：结合力牢、活力回收高、底物专一性不变。
缺点：制备较难，载体无法回收、扩散限制。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程” 。
三固定化酶的性质
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程” 。

《固定化酶》课件

《固定化酶》课件
目
CONTENCT
录
• 酶的介绍 • 固定化酶的原理与技术 • 固定化酶的制备与表征 • 固定化酶的实际应用 • 固定化酶的发展前景与挑战
01
酶的介绍
酶的定义与特性
酶的定义
酶是由生物体产生的一种具有催化作用的有机物，能够加速化学反应的速率而自身不发生化学变化。
酶的特性
高效性、专一性和作用条件温和的特性。
在化学工业中的应用
固定化酶在化学工业中广泛应用于有机合成和手性合成。通过固定化酶技术，可以将酶固定在载体上，实现高效、环保的有机合成，降低生产成本和环境污染。
固定化酶还可以用于药物的生产和研发，通过酶促反应实现药物的合成和修饰，提高药物的疗效和降低副作用。
在环境保护中的应用
固定化酶在环境保护中广泛应用于废水处理和污染物降解。通过固定化酶技术，可以将酶固定在载体上，实现高效、稳定的废水处理和污染物降解，降低环境污染和生态风险。
固定化酶的技术方法
总结词
固定化酶的技术方法
详细描述
固定化酶的技术方法主要包括吸附法、包埋法、交联法和共价结合法等。这些方法各有特点，可根据不同的应用需求选择适合的方法。
固定化酶的应用领域
总结词
固定化酶的应用领域
详细描述
固定化酶的应用领域广泛，包括生物传感器、生物反应器、药物制造、环境保护等领域。通过固定化酶技术，可以实现酶的重复利用，提高反应效率，降低生产成本，为相关领域的发展提供有力支持。
智能化
通过与人工智能技术的结合，实现固定化酶的智能化调控和优化，提高酶的利用效率和生产效益。
固定化酶面临的挑战
80%
稳定性问题
固定化酶在使用过程中可能会受到环境因素的影响，如温度、pH 值等，导致酶的活性降低或失活。

固定化酶简述 PPT课件通用

固定化酶的应用固定能源开发化学分析生物工程临床诊断医学环境保护酶的固定化及应用研究已得到长足进展开发新型固定化技术进传统固定化方法和注重天然高分子载体改性是酶固定化研究的主要趋生物学及生物工程医学及生命科学仍是固定化酶应用的重要场合适于化学化工及环境科学领域应用的固定化酶具有生态环境材料的鲜明特应给予足够重视
不足：由于包埋优点：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。
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
• 形式较物理法少 • 过程较物理法复杂 • 与物理法比较可形成相对分子质量更大、不溶性的固定化酶
传统固定化技术的改进
• 基于传统载体材料的各自优点与不足，通过改性充分发挥其优势并弥补不足，将会显著提高所得固定化酶的性能，已成为固定化酶载体材料研究的主要内容之一。 • 经过近几十年的不断发展，已经产生了很多制备载体固定化酶的新方法。
水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在水不溶性凝胶或半透膜的微囊体中制成的。
┌─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┐ │景┆等┆生┆的┆酶┆于┆便┆制┆系┆稳│ │。┆方┆产┆酶┆是┆自┆于┆，┆统┆定│ │ ┆面┆、┆应┆近┆动┆运┆能┆中┆性│ │ ┆有┆化┆用┆十┆化┆输┆反┆分┆增│ │ ┆诱┆学┆技┆余┆生┆和┆复┆离┆加│ │ ┆人┆分┆术┆年┆产┆贮┆多┆，┆，│ │ ┆的┆析┆，┆发┆。┆存┆次┆且┆易│ │ ┆应┆和┆在┆展┆固┆，┆使┆易┆从│ │ ┆用┆医┆工┆起┆定┆有┆用┆于┆反│ │ ┆前┆药┆业┆来┆化┆利┆。┆控┆应│ └─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┘
简讯
我国自主开发成功固定化酶技术
“ 十五” 国家科技攻关计划’ 纳米材料技术及应用开发 ’ 延续项目——纳米结构固定化酶组装技术的开发，上周在北京通过了中国石油和化学工业协会、中国钢协粉末冶金协会共同组织的专家验收。这一成果可望使我国摆脱依赖进口载体生产固定化青霉素酰化酶催化剂的被动局面，促进我国固定化酶技术提升和抗生素产业可持续发展。

固定化酶PPT参考幻灯片

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LOGO
展望
膜反应器融酶触转化、产品分离、酶剂再利用为一体
将酶固定化与酶的选择性修饰结合
将酶固定化与细胞固定化结合
酶固定化的发展方向
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LOGO
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将酶固定在生物膜或超滤膜上，制造出来的生物膜反应器5Biblioteka LOGO固定化酶的优点
能反复使用
对热、pH等的稳定性提高，对抑制剂的敏感性降低
经过简单过滤离心，产品与酶可分离开
反应空间大大缩小，从而能准确控制反应,
可以消除侧反应
优点
应用制成酶电极的固定化酶建成监测化学反应的系统
适用于连续化、自动化生产
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来从混合氨基酸中生产L-氨基酸，开辟了固定化酶工业化的新纪元。
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LOGO
固定化酶简介
定义
常用技术
先进方法
通过化学或物理的处理方法，使原来水不溶的酶与固态的水不溶性支持物结合或被载体包埋。
物理吸附法、交联、共价结合及包埋等方法
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LOGO
背景
发展历程
自1972
1916
Neleson和Griffin 最先发现了酶的固定化现象。科学家就开始了固定化酶的研究工作。
1969
1970
已固定了几种芽孢杆菌和链霉菌中提取的葡萄糖异构化酶，并大量应用于工业生产。
我国开始了固定化酶的研究工作，许多单位相继进行了固定化酶和固定化细胞的应用。
新型载体
高分子复合物，因其优良的传质性能、电解质的灵敏介电特性以及良好的生物相容性等特点，也成为固定化酶良好的新型载体，在酶固定化领域显示了广阔的应用前景。

第七章固定化酶-课件

固定化技术
什么是固定化酶？
水溶性酶水不溶性载体固定化技术
水不溶性酶
（固定化酶）
固定化酶的定义

在一定空间内呈闭锁状态的酶，能连续地进行反应，反应后的酶可以回收重复利用。
Enzyme(amount of immobilized biocatalyst used , Glucose isomerase(xylose isomerase)(1500t/a)
载体再生
费用底物专一性适用性
可能
低不变酶源多
不可能
高可变较广
可能
低不变广泛
不可能
中等可变较广
不可能
低不变小分子底物、药用酶
酶固定化时遵循的原则：
维持酶的催化活性和专一性；固定化应有利于自动化、连续化反应；固定化酶应具有最小的空间位阻；酶与载体必须牢固结合；固定化酶应具有最大的稳定性；固定化酶易与产物分离；固定化酶成本要低；充分考虑固定化酶在制备工程和应用中的安全因素。
固定化酶的优点：酶与产物、底物易分开；可多批次使用和装柱连续反应；提高酶的稳定性；产物中无酶残留，简化产品纯化工艺；提高酶的使用效率，成本降低；增加产物收率，提高产物质量。
缺点：
酶活力损失；增加了酶的成本；只适用于可溶性底物，尤其可溶性小分子底
Product (amount) Glucose-fructose syrup ca. 10 million/a
Companies (Enzyme sippliers; application) Novozymes, Degussa,DSM,Danisco/Genen cor, Nagase; ADM, A.E. Staley, Cargill, CPC International and others Cerestar, Mitsui seito Co., Sudzucker Celntral del Latte, Snow Brand milk Prod., Sumimoto Chemical Industries, Valeo/Alko DSM, Asahi Chemical Ind Co., Beecham, Biochemie, bristol myers, To烯树脂为载体与羧肽酶、淀粉