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第二章 酶与细胞的固定化
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。
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，稳定性差（热、酸碱、有机溶剂对其有影
网格型：将酶包埋在高分子凝胶细微网格中。
微囊型：将酶包埋在高分子半透膜中。
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1）网格型包埋法
（gel (lattic) entrapment）
又称凝胶包埋法
凝胶
包埋条件
酶活性
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***、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
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海藻酸钙凝胶包埋法：
滴至
海藻酸钠溶液＋E (or cell) CaCl2 溶液中 IE(or IC)
角叉菜胶包埋法：
滴至
角叉菜胶＋E (or cell) KCl 溶液中 IE (or IC)
聚丙烯酰***凝胶包埋法：
AP
Acr+ Bis+E (or cell) IE (or IC)
TEMED
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2）微囊型包埋法
（microencapsulation）
又称半透膜包埋法
将一定量酶液包在半透性的高分子微孔膜内 。半透膜：直径几十微米到几百微米，厚约25nm。
半透膜孔径<酶分子孔径，小于半透膜孔径的小分子底物和产物可以自由进出，被称为“人工细胞”。
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与网格型包埋法相比，微囊型包埋法的优点：
1）固定化酶颗粒小，有利于底物和产物扩散。
2）半透膜能阻止蛋白质分子渗漏和进入，注入体内既可避免引起免疫过敏反应，也可使酶免遭蛋白水解酶的降解，具有较大的医学价值。
缺点：反应条件要求高,制备成本也较高。
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包埋法是目前应用最多的一种较理想的方法，与其它固定化方法相比：
优点：不与酶蛋白氨基酸残基反应，很少改变酶的高级结构，酶活回收率高。
缺点：只适合作用于小分子底物和产物的酶。
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吸附法 共价偶联法 交联法 包埋法
酶的四种固定化方法
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固定化方法
吸附法
包埋法
共价结合法
交联法
物理吸附法
离子吸附法
制备难易
易
易
较难
难
较难
结合程度
弱
中等
强
强
强
活力回收
高，酶易流失
高
高
低
中等
再生
可能
可能
不能
不能
不能
费用
低
低
低
高
中等
底物专一性
不变
不变
不变
可变
可变
各种固定化方法的优缺点比较
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分类方式
固定化细胞
分类方式
固定化细胞
细胞类型
微生物
植物
动物
生理状态
死细胞:完整细胞,细胞碎片, 细胞器
活细胞:增殖细胞,静止细胞, 饥饿细胞
（二）细胞的固定化方法
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1) 直接固定法
不使用载体，借助物理（如加热、冰冻）、化学方法（如柠檬酸、各种絮凝剂）将细胞直接固定。
一般只用于单酶或少数几种酶催化的反应。
2)吸附法
3)包埋法
2. 固定化方法
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例如：葡萄糖异构酶(白色链霉菌)，是一种胞内酶。在50--80℃加热10分钟，使菌体自溶作用的酶失活，而葡萄糖异构酶仍然保持活性，长期使用酶活力不减少。
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微生物细胞
植物细胞
动物细胞
吸附法
吸附力较弱，细胞易脱落
包埋法
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实验：
%左右的卡拉胶 ，70 ℃溶解, 再冷却到 42℃, +10%左右的细菌菌体(预热到42℃）
迅速混合均匀