《酶与细胞固定化》PPT课件

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1、第六章酶、细胞、原生质体固定化游离酶的缺点：(1)酶的催化效率不够高(2)酶的稳定性较差（热、酸碱、有机溶剂对其有影响）。(4)产物的分离纯化较困难，酶在催化反应结束后与产物混在一起，给产物的进一步分离纯化带来一定的困难。(3)酶使用后通常不能回收，这种一次性使用酶的方式，不仅使生产成本提高，而且难于连续化生产，从而导致酶的使用效率低，产品成本高。第一节酶的固定化第二节微生物、植物和动物细胞固定化第三节原生质体固定化第一节酶的固定化一、固定化酶的优缺点二、酶的固定化方法三、固定化酶性质四、固定化酶的应用酶的固定化：借助各种物理或化学方法，将酶固定

2、于水不溶性载体上的过程。固定化酶(immobilizedenzyme)：固定在载体上并在一定空间范围内进行催化反应的酶。（固定化酶又叫水不溶性酶）什么是固定化酶？水溶性酶水不溶性载体水不溶性酶（固定化酶）固定化技术固定化酶的优点③可以反复使用，有利于工艺的连续化。②反应后易于分离，简化了提纯工艺，产物得率高，利于提高产品质量。①可提高稳定性④反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化。⑤适应于多酶反应体系。一、固定化酶的优缺点固定化酶缺点缺点③比较适应水溶性底物和小分子底物。②固定化成本高。①酶固定化时酶的活力有所损失。二、酶的固定化方法1.吸附法2

3、.包埋法3.共价偶联法4.交联法固定化方法吸附法结合法交联法包埋法网格型微囊型离子键结合法物理吸附法共价键结合法1、吸附法（1）定义：利用各种固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上。物理吸附法（physicaladsortion）作用力：氢键、疏水键常用载体：氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶、羟基磷灰石、纤维素、大孔合成树脂等。优点：酶的活性中心不易被破坏，酶活力损失小。缺点：结合力弱，易解吸附。（3）制备方法：a.静态法(statiaprocedure)：没有搅拌、振摇情况下，将载体直接加入酶溶液，通过自然吸附、解吸、再吸附等过程、制备

4、固定化酶。该法操作简便，但效率低，耗时，吸附量小且不均匀。b.电沉积法(electrodepositionprocedure)：在酶溶液中放置两个电极，在电极邻近加入载体，接通电源，酶移向电极并沉积到载体表面，以制备固定化酶。该法可提高吸附时局部浓度，增加吸附量，但要注意酶在电场中的稳定性。c.混和振摇装载法(mixingorshakingbathloading)：是实验室常用方法，载体与酶液混和后，要在搅拌下或摇床连续振摇下完成固定化。该法固定化较为均匀，要注意搅拌或振摇速率，既不破坏酶和载体结构，又要达到充分混和目的。d.反应器装载法(rea

5、ctorloadingprocess)：这是工业上常用方法，它将固定化和其后的应用连在一起，即先将载体装于反应器中，再加上酶液，然后通过循环流振动方式使酶和载体达到充分混和。(1)定义：将酶分子包埋在各种多孔载体中，制成一定形状的固定化酶的技术，主要用于水溶性小分子底物转化反应。2、包埋法：(entrapment)(2)包埋法的类型：酶被包埋成网格型称为凝胶包埋法；酶被包埋成微胶囊型称为微胶囊包埋法。包埋过程不发生反应凝胶包埋法（网格型）：将酶包埋在凝胶内部的微孔中。微胶囊包埋法（微囊型）：将酶包埋在高分子半透膜中。a.凝胶包埋：凝胶包埋条件酶活

6、性强度天然凝胶琼脂、海藻酸钙、角叉菜胶、明胶温和不变差合成凝胶聚丙烯酰胺、光交联树脂聚合反应部分失活高使用的多孔载体及其特点海藻酸钙凝胶包埋法：滴至海藻酸钠溶液＋E(orcell)CaCl2溶液中IE(orIC)角叉菜胶包埋法：滴至角叉菜胶＋E(orcell)KCl溶液中IE(orIC)聚丙烯酰胺凝胶包埋法：过硫酸钾Acr+Bis+E(orcell)IE(orIC)二甲氨基丙腈b.微囊型包埋(microencapsulation)：又称半透膜包埋法：将酶包埋于由各种高分子聚合物（直径几十微米～几百微米，厚约25mm的半透膜）制成的小球内，制成固定

7、化酶。①常用半透膜有：聚酰胺膜、火棉胶膜②制备方式：界面沉降法、界面聚合法、表面活性剂乳化液包埋法。分述如下：界面沉降法：利用高聚物在水相和有机相的界面上溶解度降低而凝聚，易形成皮膜而将酶包埋于中。例：以火棉胶（硝酸纤维素）包埋酶时，先将酶的水溶液在含有硝酸纤维素的乙醚溶液中乳化、分散，然后再加入苯甲酸丁酯，促使硝酸纤维素在酶液液滴周围凝聚，最后用Tween20破乳化后，就可得到含酶的火棉胶囊。界面聚合法：将疏水性和亲水性单体在界面进行聚合，形成半透膜，使酶包埋于半透膜微囊中。例：以尼龙膜包埋酶时，将酶液及亲水性单体（如己二胺）溶于水制成水溶液。

8、另外，将疏水性单体（癸二酰氯等）溶于氯仿或甲苯等与水混溶的有机溶剂。然后，将这两种互不相溶的液体混和在一起。加入乳化剂乳化，使酶液分散成