固定化微生物技术ppt.
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固定化微生物废水处理技术及其应用ppt课件演示文稿
UASB.ABR. IC. EGSB. AF.AFB 等生物处理 工艺
微生物固定化过程
微生物的结合固定化过程
悬浮态微生物
向载体表面输送
可逆附着 不可逆附着
固定微生物生长、固定化
载体的选择
对微生物 无毒 价格低廉 性质稳定 使用寿命长 不易降解
机械强度 高、传质 性能好
天然高分子凝 胶载体
琼脂、角叉莱胶和海藻 酸钙等
环境特征
pH值
离子强度 水流状态 基质类型
温度
固定化微生物技术在 废水处理中的应用
固定化微生物技术 的主要特征
1
密集微生物， 维持反应器中的生物量浓度
易于实现固液分离
2
3
适用于含有有毒有害物的处理
固定化微生物技术 的主要应用
难降解有机废水的处理
1 2 3
含酚废水的处理
含芳香族类化合物 废水的处理 其他难降解废水的 处理
不同固定化技术比较
优 点
• 制备容易 • 可选用的载体类型多 • 载体可再生回用
…
…
表面吸附技术
缺 点
• 被固定的微生物活性较低 • 细胞与载体作用力较弱，需较 长时间完成初始固定化过程
优 点
• 固定化强度高 • 易于固液分离 • 可工业化操作
… …
包埋固定化
缺 点
• 载体不能再生 • 制备工艺复杂 • 机械强度弱，可使用寿命较短
包埋法 将微生物菌体包 埋在半透性的聚 合物凝胶或膜内 ，小分子的底物 和产物可以自由 出入，而微生物 却不会漏出
交联法 是通过微生物与 具有两个或两个 以上官能基团的 试剂反应，使微 生物菌体相互连 接成网状结构而 达到固定化微生 物的目的
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。
固定化酶与固定化细胞 ppt课件
• 固定化细胞意义：用完整的细胞作为生物催化剂， 以充分有效地利用生物细胞内的特定酶或多酶系 统。
ppt课件
4
优点
①省去对酶的提取过程，使酶的损失和生产 成本降到最低程度；
②可以利用细胞的多酶系统直接生产有价值 的产物。
ppt课件
5
第一节 酶和细胞的固定化
一、固定化酶和细胞的定义及特点 二、固定化方法 三 细胞的固定化方法
缺点：结合力弱，易解吸 附。
ppt课件
17
2.共价偶联法（covalent binding or covalent coupling）
借助共价 键将酶的活性 非必需侧链基 团和载体的功 能基团进行偶 联。
ppt课件
18
1）载体：亲水载体优于疏水载体
如:天然高分子衍生物:
纤维素
葡聚糖凝胶 亲和性好，机械性能差
ppt课件
23
戊二醛有两 个醛基，均可与 酶或蛋白质的游 离氨基反应,使酶 蛋白交联。
此法与共价偶联法利用的均是共价键， 不同之处：交联法不使用载体。
ppt课件
24
交联反应既能发生在分子间，也可 发生在分子内。
• 酶浓度低时，交联发生在分子内，酶 仍保持溶解状态。 • 酶浓度高时，交联发生在分子间，酶 变为不溶态。
11
优越性：
(1)降低成本，省去酶的分离纯化工作; (2)既可作为单一酶，也可作为复合酶系
完成部分代谢过程。 局限性： (1)细胞内多种酶的存在，会形成不需要的副
产物。 (2)细胞膜、细胞壁和载体都存在着扩散限制
作用。
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3.固定化原生质体
意义： (1)固定化原生质体去除了细胞壁的扩散障 碍，有利于氧的传递，营养成分的吸收和 胞内产物的分泌。 (2)原生质体不稳定，容易破裂，固定化后， 由于载体的保护作用，稳定性提高。
微生物固定化技术
固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。
这种技术应用于废水处理，有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度，有利于微生物抵抗不利环境的影响，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。
利用固定化微生物技术提高废水处理效率的工艺方法也被称作”生物增效”，其适用的领域非常广泛，例如:化粪池、隔油槽、排水管、城市污水处理厂以及工业废水…等。
一般而言,针对特殊污染源，来自天然环境的微生物消耗很快、效率低下，即使有快速的繁殖能力仍不足以负荷。
因此,生物增效的作业过程还是依循自然的方式，向目标添加定制的、具有已知降解能力的微生物制剂(固定化微生物），处理效果则有明显的提升。
现在所研究的生物吸附剂的固定化方法主要有以下几种:1吸附法吸附法一般依靠生物体与载体之间的作用，包括范德华力、氢键、静电作用、共价键及离子键，两者间的屯电位,在微生物体和载体的相互作用中起重要作用。
常用的吸附载体有活性炭、木屑、多孔玻璃、多孔陶瓷、磁铁矿、硅藻土、硅胶、纤维素、聚氨醋泡沫体、离子交换树脂等。
它是一种简单易行、条件温和的固定化方法，但用它固定的生物体不够牢靠，容易脱落。
2交联法交联法又称无载固定化法，是一种不用载体的工艺,通过化学、物理手段使生物体细胞间彼此附着交联。
化学交联法它一般是利用醛类、胺类等具有双功能或多功能基团的交联剂与生物体之间形成共价键相互联结形成不溶性的大分子而加以固定，所使用的交联剂主要有戊二醛、聚乙烯酞胺、表氯醇等等。
物理交联法在是指在微生物培养过程中，适当改变细胞悬浮液的培养条件（如离子强度、温度、pH值等)，使微生物细胞之间发生直接作用而颗粒化或絮凝来实现固定化，即利用微生物自身的自絮凝能力形成颗粒的一种固定化技术。
3包埋法在微生物的固定化方法中，以包埋法最为常用。
它的原理是将生物体细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络中，通过聚合作用或通过离子网络形成,或通过沉淀作用，或通过改变溶剂、温度、pH值使细胞截留.凝胶聚合物的网络可以阻止细胞的泄露，同时能让基质渗入和产物扩散出来。
微生物固定化技术
固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。
这种技术应用于废水处理，有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度，有利于微生物抵抗不利环境的影响，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。
利用固定化微生物技术提高废水处理效率的工艺方法也被称作"生物增效"，其适用的领域非常广泛，例如:化粪池、隔油槽、排水管、城市污水处理厂以及工业废水…等。
一般而言，针对特殊污染源，来自天然环境的微生物消耗很快、效率低下，即使有快速的繁殖能力仍不足以负荷。
因此，生物增效的作业过程还是依循自然的方式，向目标添加定制的、具有已知降解能力的微生物制剂(固定化微生物)，处理效果则有明显的提升。
现在所研究的生物吸附剂的固定化方法主要有以下几种:1吸附法吸附法一般依靠生物体与载体之间的作用，包括范德华力、氢键、静电作用、共价键及离子键，两者间的屯电位，在微生物体和载体的相互作用中起重要作用。
常用的吸附载体有活性炭、木屑、多孔玻璃、多孔陶瓷、磁铁矿、硅藻土、硅胶、纤维素、聚氨醋泡沫体、离子交换树脂等。
它是一种简单易行、条件温和的固定化方法，但用它固定的生物体不够牢靠，容易脱落。
2交联法交联法又称无载固定化法，是一种不用载体的工艺，通过化学、物理手段使生物体细胞间彼此附着交联。
化学交联法它一般是利用醛类、胺类等具有双功能或多功能基团的交联剂与生物体之间形成共价键相互联结形成不溶性的大分子而加以固定，所使用的交联剂主要有戊二醛、聚乙烯酞胺、表氯醇等等。
物理交联法在是指在微生物培养过程中，适当改变细胞悬浮液的培养条件(如离子强度、温度、pH值等)，使微生物细胞之间发生直接作用而颗粒化或絮凝来实现固定化，即利用微生物自身的自絮凝能力形成颗粒的一种固定化技术。
3包埋法在微生物的固定化方法中，以包埋法最为常用。
它的原理是将生物体细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络中，通过聚合作用或通过离子网络形成，或通过沉淀作用，或通过改变溶剂、温度、pH值使细胞截留。
高中生物《第四章 第三节 酵母细胞的固定化》课件5 新人教版选修1
2.你认为哪个步骤的操作是最重要的一环？ 加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环， 涉及到实验的成败，一定要按照教材的提示进 行操作。海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的
质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝
胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的 酵母细胞的数目少，影响实验效果。
图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的 实验结果，出现此结果的可能原因有 ACD A．海藻酸钠浓度过高 B．酵母细胞已经死亡 C．注射器中的溶液推进速度过快 D．注射器距离CaCl2溶液液面太近
4.本课题采用包埋法固定细胞，常用的载体材料有 哪些？
1.什么是固定化酶或固定化细胞技术，可以采用什 么方法固定？
利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间 的技术。可用包埋法、化学结合法和物理吸附法
包埋法
化学结合法
物理吸附法
半透膜微囊
2.固定化酶或固定化细胞技术分别适合使用哪种方 法？为什么？
1.什么是高果糖浆？使用它有何好处？
高果糖浆是果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替 代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、 龋齿和心血管病，对人的健康有利。 你能写出果糖的分子式吗? 它属于什么糖? 2.生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？这种 酶有何特点？
生产高果糖浆需要葡萄糖异构酶；其作用是将葡萄糖 转化为果糖；这种酶稳定性好，可持续发挥作用。
（二）用固定化酵母细胞发酵
1.将固定化的酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2到3次。
2.将150ml质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200ml的锥 形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25摄氏度下发 酵24h。
利用固定化酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生 了很多气泡，同时会闻到酒味。
【中图版】高中生物选修一34《酶的固定化》PPT课件
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固定化细胞的优点 (1)固定化细胞含有一系列的酶，可以催化一系列的反应。 (2)反应的条件较易控制。 (3)使用时间更长。
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1．生产酒精时，使用固定化细胞比固定化酶更好，原因不包括( ) A．固定化细胞中含有一系列酶(与生产酒精有关) B．固定化细胞比固定化酶更经济、成本更低 C．固定化细胞需要提供营养物质 D．固定化细胞比固定化酶对环境条件要求低
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(4)制备固定化大肠杆菌的步骤为： ①______________________________________________________________； ②______________________________________________________________； ③______________________________________________________________； ④______________________________________________________________。
优点
催化效率高、耗能低、 污染低
①既能与反应物接触， 又能与产物分离 ②可以反复利用
成本低，操作容易、 寿命长
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①固定化细胞使用的都是活细胞，因此应提供一定的营养物质。 ②固定化细胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变较小，酶活性受 外界影响也较小。
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二、固定化酶的制备及利用 1．酶的固定化：(1)18.6%的 CaCl2 溶液和甲醇溶液处理(10 s)，冲洗、吸干。 (2)3.65 mol/L 的盐酸水解(45 min)，蒸馏水冲洗至中性。 (3)在 5%的戊二醛溶液中浸泡(20 min)。 (4)0.1 mol/L 的磷酸缓冲液洗涤，(多次)吸干。 (5)放 1 mg/mL 的木瓜蛋白酶溶液中(4 ℃处理 3.5 h)。 ↓
第五章固定化酶及固定化技术 ppt课件
能对底物产生立体影响的 扩散层以及静电的相互作用等引起的变化。
载体与酶的相互作用：
载体与酶的直接作用可能表现为活力丧失、破坏酶结 构、封闭酶活性部位等。
改变之一：构象改变、立体屏蔽
构象改变： 酶分子构象发生某种扭曲，导致
酶与底物结合能力或催化能力下降
4.包埋法
是指将酶或含酶微生物包裹在多孔的载体中。 网格型； 微囊型。
网格法
——将酶分子或微生物包埋在凝胶格子里。 天然凝胶：琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶等 合成材料：聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和光敏树脂等。
网格型包埋法是固定化微生物中用得最多、最有效的方法。
微囊型
半透膜包埋法（微囊化法）： 将酶包埋在有各种高分子聚合物制成的小囊中，
固定化酶的过程中还存在几个亟待解决解决的难题 ：
酶的活性中心发生物理化学变化导致酶活力降低 酶固定化后多了空间屏障,增加了传质阻力 酶和载体结合不牢固,容易脱落,酶活力损失大 固定化颗粒成型困难
固定化技术的改进
定点固定化技术 抗体偶联、生物素－亲和素亲和、氨基酸置换（Cys）
质量转移效应:
分配效应（催化剂颗粒内外不同的溶质浓度），外部或内部（微孔）扩散效应；这些给 出了游离酶在合适反应条件下的效率。
稳定性:
操作稳定性(表示为工作条件下的活性降低)，贮藏稳定性
效能:
生产力（产品量/单位活性或酶量），酶的消耗（酶单位数/公斤产品）
包括：
酶本身的变化:
主要由于活性中心的氨基酸残基、高级结构和电荷状 态等发生变化;
但是载体和酶的结合力比较弱，容易受缓冲液种 类或pH的影响，在离子强度高的条件下进行反应 时，酶往往会从载体上脱落。
共价结合法
载体与酶的相互作用：
载体与酶的直接作用可能表现为活力丧失、破坏酶结 构、封闭酶活性部位等。
改变之一：构象改变、立体屏蔽
构象改变： 酶分子构象发生某种扭曲，导致
酶与底物结合能力或催化能力下降
4.包埋法
是指将酶或含酶微生物包裹在多孔的载体中。 网格型； 微囊型。
网格法
——将酶分子或微生物包埋在凝胶格子里。 天然凝胶：琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶等 合成材料：聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和光敏树脂等。
网格型包埋法是固定化微生物中用得最多、最有效的方法。
微囊型
半透膜包埋法（微囊化法）： 将酶包埋在有各种高分子聚合物制成的小囊中，
固定化酶的过程中还存在几个亟待解决解决的难题 ：
酶的活性中心发生物理化学变化导致酶活力降低 酶固定化后多了空间屏障,增加了传质阻力 酶和载体结合不牢固,容易脱落,酶活力损失大 固定化颗粒成型困难
固定化技术的改进
定点固定化技术 抗体偶联、生物素－亲和素亲和、氨基酸置换（Cys）
质量转移效应:
分配效应（催化剂颗粒内外不同的溶质浓度），外部或内部（微孔）扩散效应；这些给 出了游离酶在合适反应条件下的效率。
稳定性:
操作稳定性(表示为工作条件下的活性降低)，贮藏稳定性
效能:
生产力（产品量/单位活性或酶量），酶的消耗（酶单位数/公斤产品）
包括：
酶本身的变化:
主要由于活性中心的氨基酸残基、高级结构和电荷状 态等发生变化;
但是载体和酶的结合力比较弱，容易受缓冲液种 类或pH的影响，在离子强度高的条件下进行反应 时，酶往往会从载体上脱落。
共价结合法
固定化微生物技术_图文_图文
载体的类型
(1)无机载体类(活性炭、多孔陶土、微孔玻璃等)。此类载 体强度大、传质性好、对细胞无毒害、价格便宜且制备 过程简单，有较大的应用价值。但是它们有密度大、实 现流化的能效高、微生物吸附有限和易脱落等缺点。
(2)天然有机载体类(海藻酸盐、琼脂等)。这类载体对微生 物无毒害作用，传质性好。但是机械强度低，易被微生 物分解。
对氨氮的去除效果
固定化后微生物能力的提高
(1)固定化载体对细胞起一种保护作用，固定化载 体对有机污染物的扩散会产生阻碍作用，使得 细胞表面的实际污染物浓度降低，毒性减小；
(2)细胞经固定化后，在载体与细胞之间建立了某 种物理或化学联系，增加了细胞膜的稳定性；
(3)固定化细胞所处的微环境与游离细胞不同，这 种微环境的变化可能会引起细胞的形态结构、 生理特性及代谢活性的改变。
固定化微生物技术_图文_图文.ppt
• 固定化微生物技术是用化学的或者物理的 手段和方法将游离微生物限制或定位在某 一特定空间范围内，保留其固有的催化活 性，且能够被重复和连续使用的现代生物 工程技术。
优势
固定化微生物技术与传统的悬浮生物处理法相比， 有许多优点。 (I)微生物固定化可以保持反应器内微生物的高浓度和高活 性，有助于提高污染物的处理负荷和去除效率； (2)采用固定化微生物技术的工艺，污泥产量低，减轻了后 续污泥处置的负担； (3)微生物固定化形成颗粒态，利于沉淀过程的泥水分离； (4)将具有降解某些难降解有机物特性的微生物固定化，可 有效处理某些行业废水； (5)微生物固定化对有毒物质的承受能力强，稳定性好；
(3)人工合成有机载体类(聚丙烯酰胺(ACAM)凝胶、聚乙烯 醇(PVA)凝胶等) 。ACAM 凝胶强度较高，传质性一般 ，由于丙烯酰胺单体对微生物活性有害，废水处理中应 用并不广泛。PVA凝胶是国内外研究最为广泛的一种包 埋固定化载体，它具有强度高、化学稳定性好、抗微生 物分解性强、对细胞无毒且价格低廉等一系列优点。因 而具有很大的利用价值。
《固定化微生物技术》课件
技术原理
微生物通过物理或化学手段被固 定在载体上，在反应器内与废水 中的有机物质进行生物反应，将 有机物质转化为无害的物质。
技术应用
废水处理、生物反应器、生物制 药等领域。
微生物简介
微生物定义
微生物是指一类个体微小、结构简单、通常以二分裂方式进行繁 殖，并且在适宜环境下能够独立完成生命活动的生物。
活时间。
在生物燃料生产中的应用
总结词
提高产量、降低成本、环保
VS
详细描述
固定化微生物技术应用于生物燃料生产中 ，可提高产油效率，降低生产成本。通过 固定化工程菌，可实现连续化生产，提高 油品质量和收率。同时，该技术还可减少 环境污染，促进可持续发展。
在药物生产中的应用
总结词
高表达、高纯度、安全性
2023
PART 06
未来展望与研究方向
REPORTING
新技术的应用
纳米技术
信息技术
利用纳米材料和纳米技术提高固定化 微生物的稳定性和活性，实现更高效 的应用。
通过物联网、大数据和人工智能等技 术，实现固定化微生物的智能化监测 和管理，提高其运行效率和安全性。
生物工程技术
利用基因编辑技术对微生物进行改造 ，提高其性能和适应性，进一步拓展 固定化微生物技术的应用范围。
提高微生物活性
通过改进固定化方法和载体选择，提高微生 物的活性。
优化操作条件
进一步优化操作条件，提高处理效果和稳定 性。
2023
PART 05
固定化微生物技术的应用 实例
REPORTING
在废水处理中的应用
总结词
高效、稳定、低成本
详细描述
固定化微生物技术在水处理领域应用广泛，通过将微生物固定在载体上，实现高效稳定 的污水处理效果。该技术可降低处理成本，提高微生物的抗冲击能力，延长微生物的存
细胞固定化PPT
好的固定化载体，满足工业生产的需要,常 将其二者结合互补可形成复合载体。它具 备了有机高分子良好的生物相容性和无机 材料较高的稳定性和机械强度等优点。
复合载体材料
高分子载体和无机载体各有优缺点，为 了得到更好的固定化载体，满足工业生 产的需要,常将其二者结合互补可形成复 合载体。它具备了有机高分子良好的生 物相容性和无机材料较高的稳定性和机 械强度等优点。
宋慧一等采用2种不同的方法针对海藻酸 钙凝胶在多价阴离子或高浓度电解质容 易不稳定，钙离子易脱落，凝胶变软等 进行改性。
(2)人工合成有机高分子载体材料
合成高分子载体，常见的有聚乙烯亚胺（ PEI），聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酰胺等 ，这些材料机械强度高，但不易成型、传 质性能不好，在包埋细胞的过程中会降低 细胞的活性。
吴东亮[19]等以Span-60和Tween-20为复 合分散剂，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为 交联剂，甲基丙烯酸缩水甘油酯和烯丙 基缩水甘油醚为功能性单体，采用反相 悬浮聚合技术成功制备了含环氧基团的 聚合物载体，大大减少了载体后处理过 程中所需的时间和溶剂用量。
利用植物细胞固定化培养进行生物转化
载体
应用
研究 进展
载体
有机高分子载体 材料
无机载体
天然高分子载体 材料
人工合成有机高 分子载体材料
机高分子载体材料具有以下优点： 一般对生物无毒性，传质性能较好，具有 生物相容性，能够大量分离提纯，其结构 、物理、化学和免疫原性已经研究地比较 深入，可被制备成各种各样的形式，特别 在微球制备方面，能够进行药物控制释放 和定位靶向给药。 常见的天然有机高分子载体材料有琼脂、 明胶、角叉莱胶、海藻酸钠、海藻酸钙、 壳聚糖等
黄鹏 王超群 刘百川 陈立嘉
复合载体材料
高分子载体和无机载体各有优缺点，为 了得到更好的固定化载体，满足工业生 产的需要,常将其二者结合互补可形成复 合载体。它具备了有机高分子良好的生 物相容性和无机材料较高的稳定性和机 械强度等优点。
宋慧一等采用2种不同的方法针对海藻酸 钙凝胶在多价阴离子或高浓度电解质容 易不稳定，钙离子易脱落，凝胶变软等 进行改性。
(2)人工合成有机高分子载体材料
合成高分子载体，常见的有聚乙烯亚胺（ PEI），聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酰胺等 ，这些材料机械强度高，但不易成型、传 质性能不好，在包埋细胞的过程中会降低 细胞的活性。
吴东亮[19]等以Span-60和Tween-20为复 合分散剂，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为 交联剂，甲基丙烯酸缩水甘油酯和烯丙 基缩水甘油醚为功能性单体，采用反相 悬浮聚合技术成功制备了含环氧基团的 聚合物载体，大大减少了载体后处理过 程中所需的时间和溶剂用量。
利用植物细胞固定化培养进行生物转化
载体
应用
研究 进展
载体
有机高分子载体 材料
无机载体
天然高分子载体 材料
人工合成有机高 分子载体材料
机高分子载体材料具有以下优点： 一般对生物无毒性，传质性能较好，具有 生物相容性，能够大量分离提纯，其结构 、物理、化学和免疫原性已经研究地比较 深入，可被制备成各种各样的形式，特别 在微球制备方面，能够进行药物控制释放 和定位靶向给药。 常见的天然有机高分子载体材料有琼脂、 明胶、角叉莱胶、海藻酸钠、海藻酸钙、 壳聚糖等
黄鹏 王超群 刘百川 陈立嘉
微生物固定化技术
包埋法
总结词
通过凝胶或聚合物等介质将微生物完全包裹在其中，实现微生物与外界环境的 隔离。
详细描述
包埋法能够保护微生物不受外界环境的影响，提高微生物的存活率和稳定性， 但制备过程较为复杂，成本较高。常用的凝胶材料有琼脂、卡拉胶等。Fra bibliotek交联法
总结词
通过化学反应将微生物细胞相互连接，形成网状结构，再将 其固定在载体上。
。
酶的固定化
利用微生物固定化技术将酶固定在 载体上，提高酶的稳定性和催化效 率，降低生产成本，有助于药物的 合成和生产。
细胞培养
通过固定化微生物细胞，进行大规 模细胞培养和发酵，生产具有生物 活性的物质，如抗生素、疫苗等。
在食品工业中的应用
总结词
微生物固定化技术在食品工业中具有广泛的应用前景，能提高食 品质量和安全性。
和有毒物质的影响。
优化固定化过程
通过优化固定化过程，简化操作步骤 ，降低生产成本，提高固定化微生物 的活性。
拓展应用领域
将微生物固定化技术应用于更广泛的 领域，如污水处理、生物制药等，发 挥其独特的优势和作用。
04
微生物固定化技术的应 用实例
在污水处理中的应用
总结词
好氧生物处理
微生物固定化技术在污水处理中发挥 了重要作用，能有效降低污染物含量 ，提高水质。
详细描述
交联法固定后的微生物细胞网络具有较好的稳定性和连通性 ，但交联过程中可能会对微生物活性产生影响。常用的交联 剂有戊二醛、甲醛等。
共价结合法
总结词
通过化学反应将微生物细胞与载体表面进行共价结合，形成稳定的固定化细胞。
详细描述
共价结合法固定化后的微生物细胞不易脱落，稳定性高，但操作过程较为复杂， 成本较高。常用的载体有硅片、玻璃片、聚乙烯膜等。
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共价结合法
• 共价结合法是细胞表面上官能团和固相支 持物表面的反应基团形成化学共价键连接， 从而固定微生物的方法。
交联法
• 交联法是通过微生物与具有两个或两个以 上官能基团的试剂反应，使微生物菌体相 互连接成网状结构而达到固定化微生物的 目的。
在水产养殖中的应用
• • • • 改善养殖水体环境 提高鱼种运输成活率 提高鱼苗育种的成活率 生态防病
包埋法
• 包埋法是将微生物包裹于凝胶格子或聚合
物半透膜微胶囊中的方法。
吸附法
• 吸附法就是依据带电荷的细胞和载体之间 的静电、表面张力和粘附力的作用，使细 胞固定在载体表面和内部形成生物膜
包络法
• 包络法以人工合成生物相容性好的聚丙烯 酸酯共聚物基体型多孔颗粒为载体。 微生 物即可在该多孔载体外表面生成机械强度 高的生物膜，又可在载体内孔中聚集大量 的微生物，增大了微生物的聚集密度，而 且提高了生物粒子承受水力负荷的能力。
固定化微生物技术与水体养殖
谭秋菊 0810413
固定化微生物技术
• 固定化微生物技术是指利用化学或物理的 手段将游离的微生物定位于限定的空间区 域并使之成为不悬浮于水仍保持生物活性， 可反复利用的方法 。
固定化微生物制备方法
• 物理固定法：包埋法、吸附法、包络法 • 化学固定法：共价结合法、交联法