文档介绍：关于酶工程酶的固定化
第一张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
固定化酶概述
问题的提出：游离酶的不足之处
酶的稳定性问题
在温度、pH 和无机离子等外界因素的影响下，酶的稳定性不佳，半，即将酶或菌体与不溶性载体结合的过程
固定化采用的酶的类型
粗酶，或是提纯后的酶
结合在菌体或细胞碎片上的酶 / 酶系（固定化菌体）
第十张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化酶制备原则
维持酶的催化
活性及专一性
应有利于生产
自动化、连续化
应有最小的
空间位阻
酶与载体必须
结合牢固
稳定性好
载体具有惰性
成本尽可能低
固定化酶
制备的原则
第十一张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法
第十二张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法
第十三张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法（重点）
包埋法
物理吸附法
离子结合法
共价结合法
交联法
其他方法
固定化方法的比较 ▲
第十四张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法 —— 包埋法
将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中的固定化方法
多孔载体
琼脂、海藻酸钠、角叉菜胶、明胶、聚酰***、火棉胶等
第十五张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法 —— 包埋法
凝胶包埋法
天然凝胶
天然多糖及其衍生物
特点：条件温和，操作简便，对酶活影响小，强度较差
合成凝胶
合成聚合物材料，如聚丙烯酰***
特点：强度高，对环境的耐受性好，但要依靠聚合反应进行包埋，酶活有一定损失
适用性
不适用于底物或产物分子很大的酶的固定化
第十六张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法 —— 包埋法
聚丙烯酰***凝胶的合成与酶的包埋 —— 网格型
第十七张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法 —— 包埋法
半透膜包埋法（微胶囊）
微胶囊材料：聚酰***膜、火棉胶膜等，孔径几埃至几十埃，比酶分子直径小
适用性：底物和产物都是小分子的酶
微胶囊制备方法
界面沉淀法：某些聚合物在油水界面上溶解度降低而成膜析出
界面聚合法：亲水性单体 + 疏水性单体在界面发生聚合
脂质体包埋法：类似于“细胞质膜”式的结构
聚电解质络合法：如海藻酸钠与聚赖氨酸通过静电作用结合
其他方法，如自组装法等
第十八张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法 —— 包埋法
微胶囊制备过程——界面聚合法
第十九张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法 —— 物理吸附法
利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
是一种可逆的物理方法
结合力：依靠分子间力结合，作用力弱，酶易脱落
操作条件：条件温和，酶不发生变性
载体材料
无机载体：活性炭、多孔玻璃、高岭土、氧化铝、羟基磷灰石等
有机载体：多糖类凝胶、大孔吸附树脂等
第二十张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法 —— 离子结合法
非共价结合法的一种，是通过酶分子与载体之间的静电引力相结合
可以采用填充柱式操作
特点
静电作用力的强度比范德华力强，因此，通过离子结合法得到的固定化酶的稳定性好于物理吸附法
结合的酶量具有最大值（饱和性）
对 pH 值、离子强度变化较敏感，在高盐条件下不稳定，酶容易被洗脱
第二十一张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法 —— 离子结合法
所用的载体材料一般为合成的离子交换剂
阴离子型：DEAE-纤维素 / 葡聚糖、TEAE-纤维素等
阳离子型：羧***纤维素（CMC）、Dowex 系列阳离子交换树脂（如 Dowex-50 等）
第二十二张，共一百一十三张，创建于2022年，星期一
酶和细胞的固定化
酶的固定化
固定化方法 —— 共价结合法
通过共价键将酶与载体结合的固定化方法，是载体结合法中报道最多的方法
载体材料的选择
天然有机载体
多糖（琼脂糖凝胶、葡聚糖凝