固定化酶载体材料的研究进展
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越多的重视。
３ ． １ ． ２ 海 藻酸
海 藻酸也称海 藻酸钠 ， 是一种提取 自褐藻
的多糖类物质 。海 藻酸钠盐 可溶 于水 ， 其 固定化酶 的优点是方 法简便 ， 条件温和 ， 对 酶的活性保 持较好 。但是 ， 海藻酸钙凝胶 在高浓度的电解 质溶液中性 质不够稳 定 ，容易变软甚至溶解 ， 在一定程度上 限制 了其使用 。 而近些年发展起来的利用乙烯 多 胺、 戊二醛等制成交联海藻酸钠 ， 可以有效 弥补 其缺点 ， 推进其
■ 鼢 园
固定 化 酶载 体材 料 的研 究 进展
王 宇
（ 信阳职业技术学院 ， 河南 信阳 ４ ６ ４ ０ ０ ０ ）
【 摘要】 随着经济的发展和科学技术的进步， 我 国对于新
型技 术的开发和研 究取得 了突破性的进展 。近几年来 ， 固定化 酶技 术不断发展 ， 对于 固定化酶裁体材 料的研 究也 因此变得十
普及和发展１ ２ ］ 。
由于载体材料对于固定化酶的性能发挥影响巨大 ，因此 ， 对于 固定化酶载体材料的选择是十分重要的 ， 对典 陛能有严格 的要求 。固定化酶的载体材料必须可 以满足以下几点 ： ２ ． １ 功能基团 固定化酶 的载体 材料一般都必须带有 可 以与酶发生反应 的官 能团 ，如一 Ｏ Ｈ、 一ｃ Ｏ ０ Ｈ等功 能基 团 ， 从 而提高与酶之间的结合力 ， 提高其稳定性和可操作性。
更加努力地进行研究。 ３ 常见的 固定化 酶载体材料
性强 ， 反应速度快 ， 反应条件温 和 ， 清 洁无 污染等特 性和优点 ， 使得其在食 品加工 、 医药等产业中具有非常广阔的发展和应用 前景。 但是 ， 自由酶的化学性质不稳定 ， 在 自然存放 的条件下容 易与空气 中的化学 物质产生反应 ， 进而导致其 自身的性质发生 变化 ， 在工业中难以得到更加广泛 的普及和应用。同时 ， 对酶的 分离和提纯也较为麻烦 ， 增加 了成本。因此 ， 固定化酶 的概念得
物和结构性蛋 白等 ， 其原料的获得相对简单 ， 来源丰 富， 并且清
或者被载体包埋 ， 使两者形成一个统一 的整体 。固定化酶技术
具有专一、 高效 、 绿 色环 保等诸多优点 ， 在生物学 、 化 学、 医学等 多个科学领域取得了很大的研究成果 ， 并得到 了迅速发展 和普 及 。对于固定化酶本身而言 ， 载体材料 的结构和性质直接决定 着其性 能的发挥 ， 因此 ， 固定化酶载体 材料的研究一 直与 固定 化酶技术的发展密不可分 。随着科学技术的不断发展 ， 固定化 酶 的载体材 料也从最初 的天然高分 子材料发展 为人 工合成高 分子材料和无机材料 ， 以及现有的复合材料等 。
３ ． ２ 合成高 分子材料
合成高分来自百度文库 材料是 由人工合成 的
２ ． ２ 渗 透性和 比表面积
高 固定化率［ １ ］ 。
合格 的载体材料必须具备 较大
材料 ， 其物理 和化学性质具有很 大的可变 空间 ， 理论上可 以担 任所有酶 的固定化载体 ， 其抗腐 蚀性也较强 。 同时 ， 与天然高分 子材料 比， 合成材料 的强度较大 ， 不易 出现变形或损坏 。 随着科 技 的不断进步 ， 合成材料也逐渐 实现 了跨越 式的发展 ， 由最 初
２ ． ３ 水溶性
相对 于酶的可溶性 ，通常情况下载体 材料 固定化酶最大 的特性 就是需要
是不溶于水的 ， 可 以对酶起 到一定 的保护作用。 ２ ． ４ 稳定性 和机械刚性
的。
分活跃 。固定化酶作为一种 生物催化 剂， 可以在相 对稳定的反
应条件 下， 对一些化 学反 应进 行高选择 性、 高效 率的催化 ， 并且
体材 料而言的 ， 如果重复使用性差 ， 使 得 固定化酶 的使用成本
增加 ， 不利于经济 的发展 。
除此 之外 ， 从 经济和环境考 虑 ， 载体材料还必 须具备成本 低廉 ， 清洁无毒 ， 可降解等性能 。因此 ， 固定化 酶对 于载体材料 的性 能要求是十分严格 的 ， 也 正是 由于这个 原因 ， 目前还没 有 发现完全符合上述要求 的材料 ， 其发展现状 仍不容乐 观 ， 需 要
到各种不 同环境和条件 的影 响 ， 微 生物会对酶进 行降解 ， 这就
要求 载体 材料对微生物具有 良好 的抵抗 性 ，以便 于长时间使
【 关 键词 】 固定化 酶
展
栽 体材料
生物 催化 剂
研 究进
用。
２ ． ６ 重复使用性 酶是一种天然存在 的高分子生物催化剂 ， 其具有催化选择
这一点是相对于较 为稀少和昂贵 的载
重复使用 ， 其对于载体材料稳定性和机械 刚性 的要求是非常高 ２ ． ５ 对 微生物 的抵抗性 由于 固定 化酶 的重复使 用 ， 受
清洁无污染， 不会对环境造成破 坏。本文主要对 固定化酶栽体
材料进行 了分析和探讨 ，阐述 了其各 自的特 点和研 究进展 ， 并 对载体材料 的发展前景进行 了预 测和展望 。
以 提 出 和 发展 。 １ 固定 化 酶 概 述
就 目前 的研究进展状况来看 ， 固定化 酶载体材 料的种类 繁 多， 以其 自身构成进行划分并分析如下。
３ ． １ 天然高分子材料 天然高分 子材料包括碳水化合 物
固定化酶是运用物 理或化学 方法 ，对 酶进行相应 的处理 ， 使得原本 水溶性较 强的酶与固态的不溶于水的载体 相互 结合 ，
２ 固定化酶载体材料的性能要求
洁无毒 ， 传质性能好 ， 适合担当酶的载体材料 。 当前 比较热 门的
天然高分 子材料是壳聚糖和海藻酸等 。 ３ ． １ ． １ 壳 聚糖 壳 聚糖是一种天然存在 的氨基 多糖 ， 是将
甲壳素通过化 学反应改变性 质而得到 的天然 生物多糖 高分子
材料 ， 其原料来源丰 富 ， 制作价格 低廉 ， 化学性质稳 定 ， 机械性 能好 ， 并且可 以进行生物降解 ， 与酶的结合效率较 高 ， 受到越来
基层医学论坛 ２ ０ １ ３ 年８ 月第 １ ７ 卷第 ２ ２ 期
３ ． １ ． ２ 海 藻酸
海 藻酸也称海 藻酸钠 ， 是一种提取 自褐藻
的多糖类物质 。海 藻酸钠盐 可溶 于水 ， 其 固定化酶 的优点是方 法简便 ， 条件温和 ， 对 酶的活性保 持较好 。但是 ， 海藻酸钙凝胶 在高浓度的电解 质溶液中性 质不够稳 定 ，容易变软甚至溶解 ， 在一定程度上 限制 了其使用 。 而近些年发展起来的利用乙烯 多 胺、 戊二醛等制成交联海藻酸钠 ， 可以有效 弥补 其缺点 ， 推进其
■ 鼢 园
固定 化 酶载 体材 料 的研 究 进展
王 宇
（ 信阳职业技术学院 ， 河南 信阳 ４ ６ ４ ０ ０ ０ ）
【 摘要】 随着经济的发展和科学技术的进步， 我 国对于新
型技 术的开发和研 究取得 了突破性的进展 。近几年来 ， 固定化 酶技 术不断发展 ， 对于 固定化酶裁体材 料的研 究也 因此变得十
普及和发展１ ２ ］ 。
由于载体材料对于固定化酶的性能发挥影响巨大 ，因此 ， 对于 固定化酶载体材料的选择是十分重要的 ， 对典 陛能有严格 的要求 。固定化酶的载体材料必须可 以满足以下几点 ： ２ ． １ 功能基团 固定化酶 的载体 材料一般都必须带有 可 以与酶发生反应 的官 能团 ，如一 Ｏ Ｈ、 一ｃ Ｏ ０ Ｈ等功 能基 团 ， 从 而提高与酶之间的结合力 ， 提高其稳定性和可操作性。
更加努力地进行研究。 ３ 常见的 固定化 酶载体材料
性强 ， 反应速度快 ， 反应条件温 和 ， 清 洁无 污染等特 性和优点 ， 使得其在食 品加工 、 医药等产业中具有非常广阔的发展和应用 前景。 但是 ， 自由酶的化学性质不稳定 ， 在 自然存放 的条件下容 易与空气 中的化学 物质产生反应 ， 进而导致其 自身的性质发生 变化 ， 在工业中难以得到更加广泛 的普及和应用。同时 ， 对酶的 分离和提纯也较为麻烦 ， 增加 了成本。因此 ， 固定化酶 的概念得
物和结构性蛋 白等 ， 其原料的获得相对简单 ， 来源丰 富， 并且清
或者被载体包埋 ， 使两者形成一个统一 的整体 。固定化酶技术
具有专一、 高效 、 绿 色环 保等诸多优点 ， 在生物学 、 化 学、 医学等 多个科学领域取得了很大的研究成果 ， 并得到 了迅速发展 和普 及 。对于固定化酶本身而言 ， 载体材料 的结构和性质直接决定 着其性 能的发挥 ， 因此 ， 固定化酶载体 材料的研究一 直与 固定 化酶技术的发展密不可分 。随着科学技术的不断发展 ， 固定化 酶 的载体材 料也从最初 的天然高分 子材料发展 为人 工合成高 分子材料和无机材料 ， 以及现有的复合材料等 。
３ ． ２ 合成高 分子材料
合成高分来自百度文库 材料是 由人工合成 的
２ ． ２ 渗 透性和 比表面积
高 固定化率［ １ ］ 。
合格 的载体材料必须具备 较大
材料 ， 其物理 和化学性质具有很 大的可变 空间 ， 理论上可 以担 任所有酶 的固定化载体 ， 其抗腐 蚀性也较强 。 同时 ， 与天然高分 子材料 比， 合成材料 的强度较大 ， 不易 出现变形或损坏 。 随着科 技 的不断进步 ， 合成材料也逐渐 实现 了跨越 式的发展 ， 由最 初
２ ． ３ 水溶性
相对 于酶的可溶性 ，通常情况下载体 材料 固定化酶最大 的特性 就是需要
是不溶于水的 ， 可 以对酶起 到一定 的保护作用。 ２ ． ４ 稳定性 和机械刚性
的。
分活跃 。固定化酶作为一种 生物催化 剂， 可以在相 对稳定的反
应条件 下， 对一些化 学反 应进 行高选择 性、 高效 率的催化 ， 并且
体材 料而言的 ， 如果重复使用性差 ， 使 得 固定化酶 的使用成本
增加 ， 不利于经济 的发展 。
除此 之外 ， 从 经济和环境考 虑 ， 载体材料还必 须具备成本 低廉 ， 清洁无毒 ， 可降解等性能 。因此 ， 固定化 酶对 于载体材料 的性 能要求是十分严格 的 ， 也 正是 由于这个 原因 ， 目前还没 有 发现完全符合上述要求 的材料 ， 其发展现状 仍不容乐 观 ， 需 要
到各种不 同环境和条件 的影 响 ， 微 生物会对酶进 行降解 ， 这就
要求 载体 材料对微生物具有 良好 的抵抗 性 ，以便 于长时间使
【 关 键词 】 固定化 酶
展
栽 体材料
生物 催化 剂
研 究进
用。
２ ． ６ 重复使用性 酶是一种天然存在 的高分子生物催化剂 ， 其具有催化选择
这一点是相对于较 为稀少和昂贵 的载
重复使用 ， 其对于载体材料稳定性和机械 刚性 的要求是非常高 ２ ． ５ 对 微生物 的抵抗性 由于 固定 化酶 的重复使 用 ， 受
清洁无污染， 不会对环境造成破 坏。本文主要对 固定化酶栽体
材料进行 了分析和探讨 ，阐述 了其各 自的特 点和研 究进展 ， 并 对载体材料 的发展前景进行 了预 测和展望 。
以 提 出 和 发展 。 １ 固定 化 酶 概 述
就 目前 的研究进展状况来看 ， 固定化 酶载体材 料的种类 繁 多， 以其 自身构成进行划分并分析如下。
３ ． １ 天然高分子材料 天然高分 子材料包括碳水化合 物
固定化酶是运用物 理或化学 方法 ，对 酶进行相应 的处理 ， 使得原本 水溶性较 强的酶与固态的不溶于水的载体 相互 结合 ，
２ 固定化酶载体材料的性能要求
洁无毒 ， 传质性能好 ， 适合担当酶的载体材料 。 当前 比较热 门的
天然高分 子材料是壳聚糖和海藻酸等 。 ３ ． １ ． １ 壳 聚糖 壳 聚糖是一种天然存在 的氨基 多糖 ， 是将
甲壳素通过化 学反应改变性 质而得到 的天然 生物多糖 高分子
材料 ， 其原料来源丰 富 ， 制作价格 低廉 ， 化学性质稳 定 ， 机械性 能好 ， 并且可 以进行生物降解 ， 与酶的结合效率较 高 ， 受到越来
基层医学论坛 ２ ０ １ ３ 年８ 月第 １ ７ 卷第 ２ ２ 期