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天然高分子材料壳聚糖固定化纤维素酶的研究近年来，纤维素酶技术受到越来越多的关注，因为它可以有效地提高纤维素的利用率，从而使它成为了一种重要的可持续能源。
由于它的高活性和稳定性，纤维素酶是一种理想的生物催化剂，也被很多人用于生物重整和生物水解等方面。
然而，传统的纤维素酶分离与固定化技术存在着许多不足。
因此，开发新的固定化技术以提高纤维素酶的活性和稳定性，具有十分重要的意义。
天然高分子材料壳聚糖是一种新型的固定化剂，能够有效地将纤维素酶固定在材料表面，从而达到固定化纤维素酶的目的。
目前，固定化技术在酶分离中被广泛应用，而天然高分子材料壳聚糖也可以用于实现纤维素酶的固定化。
本研究旨在探究天然高分子材料壳聚糖固定化纤维素酶的研究方法，并研究其影响要素，以便进一步提高其固定化性能。
首先，研究团队采用了现有的解剖学实验和可视化技术来研究壳聚糖固定化纤维素酶的形式和结构。
在实验中，研究人员采用电子显微镜（TEM）技术和扫描电子显微镜（SEM）技术对壳聚糖和纤维素酶的形式和结构进行了详细的观察。
结果表明，壳聚糖能够有效地将纤维素酶固定在材料表面，并形成了良好的纤维素酶-壳聚糖复合体。
研究人员还分别采用X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）和热重-分析仪（TGA）等技术，对壳聚糖固定化纤维素酶的结构和性质进行了进一步的测试。
其次，研究人员对壳聚糖固定化纤维素酶的活性和稳定性进行了实验研究。
研究人员发现，壳聚糖能够有效地提高纤维素酶的活性，壳聚糖固定化纤维素酶的活性高于传统的纤维素酶。
此外，壳聚糖固定化纤维素酶具有优异的热稳定性，而且在一定温度范围内，它们的活性还可以得到很好的稳定性。
最后，研究人员将室温和高温条件下的壳聚糖固定化纤维素酶进行了优化研究。
研究人员发现，当壳聚糖固定化纤维素酶处于低温条件下时，其活性可以达到最大，而当壳聚糖固定化纤维素酶处于高温条件下时，其活性则会有一定的降低。
经过上述实验，研究团队得出结论：天然高分子材料壳聚糖可以有效地将纤维素酶固定在材料表面，并具有良好的热稳定性，在一定温度范围内，纤维素酶的稳定性和活性可以获得很好的稳定性。
固定化酶的研究进展和应用前景固定化酶是指将酶固定在固体载体上，并保持其生物活性的一种技术。
它有许多优点，如可重复使用、稳定性高、易于回收等，因此成为了生物技术领域一种非常有前途的研究方向。
一、固定化酶的发展历程固定化酶的概念最早可以追溯到20世纪50年代。
第一种固定化酶的载体是硅胶，随后又发展了许多种载体，如凝胶、海藻酸盐、纳米材料、磁性颗粒等。
随着技术的进步，目前已有各种方法来制备纳米载体和比之前更优异的凝胶载体。
同时，各种固定化酶的制备方法也在不断改进，包括共价结合、吸附、交联、包埋等。
二、固定化酶的应用固定化酶的应用范围非常广泛，包括生物催化、食品工业、医药工业、制药工业等。
其中，固定化酶在食品工业中的应用最为广泛。
如生产葡萄糖、果汁、醋等。
固定化酶也可以用于制药工业中的药品合成。
此外，还可以在纳米技术、环境保护、制垃圾处理等领域中找到应用。
三、固定化酶的优势1. 重复使用：固定化酶具有可重复使用的优势，节省了时间和成本，具有广泛应用前景。
2. 稳定性：与游离酶相比，固定化酶具有较高的稳定性和耐受性，并可在极端环境中保持其生物活性。
3. 易于回收：固定化酶可以设计成可在固定化酶中回收，增加了其经济价值。
四、固定化酶仍需解决的问题尽管固定化酶在许多领域中具有潜力，但仍存在一些问题。
1. 优化载体：优化载体并不是一件容易的事情，其选择需要结合具体的酶种和应用需求，存在一定的技术难度。
2. 降低成本：目前固定化酶的生产成本仍比较高，限制了其在一些领域中的推广。
3. 稳定性问题：目前许多固定化酶在长时间的储存或使用过程中还会出现酶失活的情况，这需要更好的研究与解决。
综合而言，固定化酶的广泛应用前景与其固有的优势是显而易见的。
在未来，我们需要持续关注固定化酶领域的研究与发展，加快技术优化和成本降低，更好地服务于人类的需求。
固定化酶技术及应用的研究进展一、固定化酶的制备方法研究进展固定化酶的制备方法包括物理吸附、共价键结和交联结构等。
近年来，研究者们发展了一系列新型的固定化酶制备方法，如钙凝胶法、包埋法、凝胶微球法和溶胶凝胶法等。
这些新方法不仅提高了固定化酶的稳定性和活性，还大幅度降低了制备成本，提高了酶的重复使用性。
固定化酶在生物工程领域的应用主要集中在酶催化反应、生物催化剂制备以及生物催化剂的应用等方面。
例如，固定化酶可以用于生物反应器中进行酶催化反应，实现对废水处理、医药合成和食品工业等的高效处理。
此外，固定化酶还可以用于制备各类生物催化剂，如药物微胶囊和生物传感器，用于治疗疾病和检测生物分子。
固定化酶在食品工业中的应用主要包括生产酶制剂、降解保健食品、生产高价值添加物以及改善食品品质等方面。
固定化酶可以用于生产各类酶制剂，如发酵酶、复合酶和水解酶等，以加速酶催化反应。
此外，固定化酶还可以用于生产特殊功能食品，如降解保健食品、胶原蛋白等，以满足不同人群的需求。
固定化酶在医药学领域的应用主要包括药物制剂、生物芯片、药物代谢和生物传感器等方面。
例如，固定化酶可以用于制备缓控释药物制剂，以提高药物的疗效和降低副作用。
此外，固定化酶还可以用于制备生物芯片，用于分析疾病标志物和药物代谢产物等。
固定化酶在环境保护领域的应用主要包括废水处理、大气污染控制和土壤修复等方面。
固定化酶可以用于废水处理中，加速有害物质的降解和去除。
此外，固定化酶还可以用于大气污染控制，将有害气体转化为无害物质。
固定化酶还可以用于土壤修复，加速土壤中有毒物质的降解和去除。
综上所述，固定化酶技术在多个研究领域取得了重要的进展。
通过不断创新和改进固定化酶制备方法，研究者们加强了固定化酶的稳定性和重复使用性，提高了酶的应用效果和利用价值。
固定化酶技术的进一步发展，将为生物工程、食品工业、医药学和环境保护等领域带来更多创新和突破。
固定化酶研究进展一、定义固定化酶：其是酶工程的一种手段，是利用物理化学手段将生物提取的酶固定在介质上，是指不溶于水而具有酶活性的状态，提高酶的催化活力和催化效率。
二、固定化酶的具体方法1、吸附法利用各种吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上而使酶固定的方法。
通常有物理吸附法和离子吸附法。
常用吸附剂：活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等。
优点：其操作简便、条件温和，不会引起酶变性或失活，且载体廉价易得，可反复使用。
2、载体结合法最常用的是共价结合法，即酶蛋白的非必需基团通过共价键和载体形成不可逆的连接。
在温和的条件下能偶联的蛋白质基团包括：氨基、羧基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、丝氨酸和苏氨酸的羟基。
参加和载体共价结合的基团，不能是酶表现活力所必需的基团。
3、交联法依靠双功能团试剂使酶分子之间发生交联凝集成网状结构，使之不溶于水从而形成固定化酶。
常采用的双功能团试剂有戊二醛、顺丁烯二酸酐等。
酶蛋白的游离氨基、酚基、咪唑基及巯基均可参与交联反应。
4、包埋法酶被裹在凝胶的细格子中或被半透性的聚合物膜包围而成为格子型和微胶囊型两种。
包埋法制备固定化酶除包埋水溶性酶外还常包埋细胞，制成固定化细胞。
酶经过固定化后，比较能耐受温度及pH的变化，最适pH往往稍有移位，对底物专一性没有任何改变，实际使用效率也提高数倍。
三、固定化酶的应用固定化酶的形式多样，可制成机械性能好的颗粒装成酶柱用于连续生产；或在反应器中进行批式搅拌反应；也可制成酶膜、酶管等应用于分析化学；又可制成微胶囊酶，作为治疗酶应用于临床。
现在又有人用酶膜（包括细胞、组织、微生物制成的膜）与电、光、热等敏感的元件组成生物传感器，用于测定有机化合物和发酵自动控制中信息的传递及环境保护中有害物质的检测。
固定化技术研究进展摘要：固定化酶技术作为一门交叉学科技术，在生命科学、生物医学、食品科学、化学化工及环境科学领域得到了广泛应用。
新型载体材料的合成是今后固定化酶发展的一个非常重要的研究领域。
本文主要介绍了固定化酶的载体，固定化技术以及在不同行业的应用，主要介绍了在污水处理和医疗行业的应用和发展趋势。
关键词：固定化载体污水医疗应用酶是重要的生物催化剂，具有专一性强、催化效率高、无污染、反应条件温和等特点，在制药、食品、环保、酿造、能源等领域都得到了广泛的应用。
但在实际应用中，酶也存在许多不足，如大多数的酶在高温、强酸、强碱和重金属离子等外界因素影响下，都容易变性失活，不够稳定；与底物和产物混在一起，反应结束后，即使酶仍有很高的活力，也难于回收利用，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；并且分离纯化困难，也会导致生产成本的提高等。
固定化酶技术(Immobilized enzyme technology)克服了酶的上述不足。
酶的固定化是指采用有机或无机固体材料作为载体，将酶包埋起来或束缚、限制于载体的表面和微孔中，使其仍具有催化活性，并可回收及重复使用的酶化学方法与技术。
1.传统酶固定化技术传统酶的固定化方法可分为吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等 4 种。
吸附法是指通过载体表面和酶表面间的次级键相互作用而达到酶固定化的方法，根据吸附剂的特点又可分为物理吸附和离子交换吸附。
该法具有操作简便、条件温和及吸附剂可反复使用等优点，但也存在吸附力弱，易在不适pH、高盐浓度、高底物浓度及高温条件下解吸脱落的缺点。
共价偶联法是将酶的活性非必须侧链基团与载体的功能基通过共价键结合，故表现出良好的稳定性，有利于酶的连续使用，是目前应用和研究最为活跃的一类酶固定化方法，但共价偶联反应容易使酶变性而失活。
交联法是利用双功能或多功能基团试剂在酶分子之间交联架桥固定化酶的方法，其更易使酶失活。
包埋法包括网格包埋、微囊型包埋和脂质体包埋等，包埋法中因酶本身不参与化学结合反应，故可获得较高的酶活力回收，其缺点是不适用于高分子量底物的传质和用于柱反应系统，且常有扩散限制等问题。
壳聚糖直接作为固定化酶载体壳聚糖本身是一种多孔网状天然高分子粉粒材料,耐热性好,其分子中的羟基和氨基可形成活泼界面,对蛋白质有显著的亲合力 ,可将酶吸附通过离子键、氢键及范德华力而与载体结合。
李志国等[ 4 ]以壳聚糖为载体,用物理吸附固定化脂肪酶,对影响固定化过程的各种因素进行考察,确定最优条件,结果表明:固定化酶的可操作性优于游离酶。
以壳聚糖为载体通过吸附制备固定化酶,酶不易失活,但酶与载体之间的结合力弱,在使用过程中酶分子易从载体上脱落,因此,多数情况下用吸附—交联法以提高其稳定性。
最常用的交联剂是甲醛和戊二醛[ 5, 6 ],但更多采用戊二醛。
吴茜茜等[ 9 ]研究了壳聚糖吸附和戊二醛交联对脂肪酶固定化的影响。
蔡俊等[ 10 ]对谷胱甘肽硫转移酶的固定化、游离酶和固定化酶的酶学特性进行了研究,通过试验确定谷胱甘肽硫转移酶的最佳固定化条件为先用2%壳聚糖吸附酶,然后再加戊二醛交联,戊二醛浓度1.2%,交联时间为16h。
王俊等[ 11 ]以壳聚糖为载体,采用戊二醛为交联剂的方法来固定海藻糖合成酶。
赵江等[ 12 ]采用壳聚糖吸附和戊二醛交联的方法,将胃蛋白酶固定于壳聚糖上。
壳聚糖衍生物作为固定化酶载体壳聚糖只能酸溶或溶于酸性水溶液 ,不能溶于有机溶剂。
为了改善它的物理和化学特性可对壳聚糖进行化学修饰 ,如酰基化、羧基化、醚化、 Schiff反应、 N2 烷基化、酯化、氧化、卤化、接枝共聚、络合等反应 ,生成一系列具有不同性能的衍生物[ 28 ],可用作固定化酶的载体。
壳聚糖在甲醇 /乙酸介质中与过量醛进行 Schiff碱反应 , 可生成醛亚胺化衍生物。
魏荣卿等[ 29 ]以壳聚糖为载体 ,与双醛淀粉反应形成酶柔性固定化模型 (Chit osan2 DAS50) ,对木瓜蛋白酶进行柔性固定化 ,在酶用量为 14 . 4 mg/g (酶 /干球 )、 pH 8的条件下 ,固定木瓜蛋白酶 18 h,所得的固定化酶活力回收率达 72% ,相当于采用壳聚糖—戊二醛 (Chit osan,G A)载体的 3倍。
壳聚糖在生物医学领域中的应用及研究进展壳聚糖是一种生物可降解、生物相容性极高的多糖类物质，具有广泛的应用潜力。
在生物医学领域，壳聚糖已被广泛研究并应用于药物传递、组织工程、伤口修复等多个方面。
本文将对壳聚糖在生物医学领域中的应用及研究进展进行综述。
首先，壳聚糖在药物传递领域中起到了重要的作用。
由于其生物相容性和生物可降解性，壳聚糖可以作为载体用于药物的传递和释放。
研究表明，壳聚糖可以包封大量的药物，形成稳定的纳米粒子或微球，以提高药物的稳定性、溶解度和生物利用度。
此外，壳聚糖还可以通过改变载体的表面性质来实现药物的靶向传递，提高药物的治疗效果并减少副作用。
其次，壳聚糖在组织工程中的应用也备受关注。
组织工程是一种通过构建人体组织和器官来替代受损组织或器官的方法。
壳聚糖作为一种天然多糖材料，具有优良的生物相容性和生物降解性，被广泛用于组织工程中的支架材料。
研究人员可以利用壳聚糖构建三维支架，为细胞提供生长和分化的结构支持，并促进新生组织的生成和修复。
此外，壳聚糖还可以通过调控细胞的黏附和增殖，促进组织修复和再生。
此外，壳聚糖在伤口修复中的应用也具有潜力。
伤口修复是生物医学领域中一个重要的研究方向，壳聚糖作为一种生物相容性材料，可以用于伤口的结构修复和功能重建。
研究表明，壳聚糖可以促进伤口的愈合，减少感染和炎症反应。
壳聚糖膜可以形成在伤口表面，形成一种保护层，促进伤口的愈合，并具有调控渗透性、防止水分流失和细菌入侵的功能。
除此之外，壳聚糖还可以通过促进血管新生和修复胶原蛋白的合成，加速伤口愈合的过程。
壳聚糖在生物医学领域的研究进展迅猛。
近年来，研究人员不断创新壳聚糖的制备方法和功能化修饰方法，提高壳聚糖的性能和应用范围。
例如，利用壳聚糖与其他材料的复合，可以形成具有多功能性的材料，如利用壳聚糖与胶原蛋白复合后可提高材料的强度和生物活性。
同时，研究壳聚糖纳米载体的应用也越来越受到关注，通过改变纳米颗粒的尺寸和表面性质，可以实现药物的靶向释放和控制释放。
壳聚糖固定化酶的研究与应用摘要：介绍壳聚糖作为固定化酶载体的3种主要情况：壳聚糖直接作为固定化酶载体；壳聚糖衍生物作为固定化酶载体；壳聚糖与其他物质共同作为固定化酶载体。
壳聚糖及其衍生物等固定化酶具有酶活性高、回收率高和耐贮藏等特点。
指出壳聚糖及其衍生物在固定化酶技术领域有着广阔的应用前景。
关键词：壳聚糖；衍生物；固定化酶壳聚糖是甲壳素(chitin)脱乙酰基的产物，是由大部分2-氨基一2一脱氧一β—D-葡萄糖单元和少量N．乙酰-2一氨基-2一脱氧一β一D一葡萄糖单元以β一1，4糖苷键连接的二元线性共聚物，相对分子质量通常在几十万到上百万左右。
壳聚糖学名聚氨基葡萄糖，是一种生物相容性好、易生物降解、无毒、易得的天然功能高分子生物材料，易于制成粉、膜、多孔微珠、纤维、凝胶、纳米粒子等多种形态。
作为唯一一种碱性多糖，壳聚糖在固定化酶并保持其活性方面有独特的优点。
1 壳聚糖直接作为固定化酶载体。
壳聚糖本身是一种多孔网状天然高分子粉粒材料，耐热性好，其分子中的羟基和氨基可形成活泼界面，对蛋白质有显著的亲合力，可将酶吸附通过离子键、氢键及范德华力而与载体结合。
John等将壳聚糖研磨成粉状，与粉状胰蛋白酶混合研磨，通过吸附作用周定胰蛋白酶，结果表明：研磨时间越长，固定化效果越好。
李志国等以壳聚糖为载体，用物理吸附固定化脂肪酶，对影响固定化过程的各种因素进行考察，确定最优条件，结果表明：固定化酶的可操作性优于游离酶。
以壳聚糖为载体通过吸附制备固定化酶，酶不易失活，但酶与载体之间的结合力弱，在使用过程中酶分子易从载体上脱落，因此，多数情况下用吸附一交联法以提高其稳定性。
最常用的交联剂是甲醛和戊二醛，但更多采用戊二醛。
周纪宁采用甲醛活化交联壳聚糖固定L-天冬酰胺酶，其活力回收可达20％一25％。
岳振峰等将粉末状壳聚糖制备成微球形多孔载体，采用吸附——交联的方法进行固定化，在最佳固定化条件下，酶活力回收率为78．1％，具有较好的强度。
固定化酶研究进展固定化酶是将自由酶固定在一种载体上，以提高酶的活性、稳定性和可重复使用性的一种技术。
近年来，固定化酶研究取得了很大的进展，下面将介绍固定化酶研究的三个重要方面：载体选择、固定化方法和应用研究。
一、载体选择固定化酶的载体选择是固定化酶研究的重要方面之一、常见的载体包括无机载体、有机载体和生物载体。
无机载体一般具有良好的力学性能和稳定性，如硅胶、氧化铝等。
有机载体一般由生物高分子材料制成，如聚合物、淀粉等。
生物载体是指利用活细胞或细胞壁来固定酶，如酵母细胞、细菌等。
近年来，有机载体和生物载体在固定化酶研究中受到了广泛关注。
有机载体具有良好的机械性能、化学特性和生物相容性，可以提高酶的稳定性和活性。
生物载体可以提供更多的酶固定位点，提高酶的载体负载量和活性稳定性。
二、固定化方法固定化酶的固定化方法是固定化酶研究的另一个重要方面。
常见的固定化方法包括物理吸附法、交联法、包埋法和共价结合法等。
物理吸附法是将酶和载体通过吸附力相互结合，常用的吸附剂包括硅胶、氧化铝和活性炭等。
这种方法简单易行，但固定化的酶活性较低。
交联法是通过交联剂将酶和载体固定在一起，常见的交联剂包括聚乙二醇、聚乳酸等。
这种方法可以提高固定化酶的稳定性和活性。
包埋法是将酶固定在凝胶中，通常使用明胶、凝胶等作为包埋材料。
这种方法可以提高酶的稳定性和可重复使用性。
共价结合法是将酶和载体通过共价键相连，常见的方法包括胺基化、羧化和酯化等。
这种方法可以提高酶的载体负载量和稳定性。
三、应用研究固定化酶的应用研究是固定化酶研究的重要方面之一、固定化酶广泛应用于生物催化、制药工业、食品工业和环境保护等领域。
例如，固定化酶可用于催化反应、代谢物检测和制药工艺中。
近年来，随着生物技术的发展，固定化酶的应用研究取得了很大的突破。
例如，固定化酶可应用于生物燃料电池、生物传感器和医学诊断等新兴领域。
总之，固定化酶研究近年来取得了很大的进展，载体选择、固定化方法和应用研究是固定化酶研究的三个重要方面。
天然高分子材料壳聚糖固定化纤维素酶的研究随着我国工业和科技的发展，天然高分子材料在应用上不断增长，尤其是壳聚糖在工业和科技领域中被广泛使用。
壳聚糖具有高吸附性能，易于处理、产品构型稳定且弹性高，是一种常用的天然高分子材料。
然而，由于壳聚糖的易水解性和低抗氧化性能，限制了其在生物材料和精细化学领域的应用，因此利用壳聚糖作为固定化材料研究纤维素酶活性是非常重要的。
本研究旨在研究如何利用壳聚糖作为固定化材料，研究纤维素酶的活性和性能。
为此，研究首先获取壳聚糖的固定化剂，固定化工艺的研究是研究的重点，我们发现当壳聚糖的溶液质量分数、固定化时间和温度满足一定要求时，可以通过纤维素酶的固定化研究获得理想的结果。
研究发现，当壳聚糖的溶液质量分数为0.1%，固定化时间为2小时，温度为70℃时，纤维素酶的活性和稳定性最好。
经过这项研究，发现壳聚糖可以用作固定化材料，在生物材料和精细化学领域都有很好的应用，并且可以提高固定化纤维素酶的活性和稳定性。
此外，本研究还为应用壳聚糖作为固定化材料，研究纤维素酶的活性和性能提供了理论指导。
最后，在应用之前，应进一步研究纤维素酶的活性和稳定性，以便做出更好的工艺调整。
壳聚糖可以被广泛用于生物材料和精细化学领域，但传统的壳聚糖材料因其低抗氧化性能和易水解性而限制了其应用。
本研究的结果表明，壳聚糖可以利用作为固定化材料，可以提高纤维素酶的活性和稳定性，促进其实际应用。
同时，本研究还为今后深入研究壳聚糖材料固定化纤维素酶的研究提供了许多理论参考。
综上所述，本研究探索了壳聚糖作为固定化材料研究纤维素酶的活性和性能的机制，从本研究的结果可以看出，壳聚糖可以作为固定化材料有效地提高纤维素酶的活性和稳定性，从而为它们的应用营造良好的条件。
通过本文的研究，我们可以在未来开发出更多优质的天然高分子材料，并将其应用到工业和科技领域中去，从而推动现代科技发展。
固定化酶的研究进展固定化酶是20世纪60年代发展起来的一项新技术。
最初主要是将水溶性酶与不溶性体结合起来，成为不溶于水的酶衍生物，所以曾叫过“水不溶酶”和“固相酶”。
但是，后来发现，也可以将酶包埋在凝胶内或置于超滤装置中，高分子底物与酶在超滤膜一边，而反应产物可以透过膜逸出。
在这种情况下，酶本身仍是可溶的，只不过被固定在一个有限的空间内不能再自由流动。
因此，用水不溶酶或固相酶的名称就不再恰当。
在1971年第一届国际酶工程会议上，正式建议采用“固定化酶”的名称[1]。
一固定化酶的发展历程[1]酶参与体内各种代谢反应，而且反应后其数量和性质不发生变换。
作为一种生物催化剂，酶可以在常温常压等温和条件下高效地催化反应，一些难以进行的化学反应在酶的催化作用下也可顺利地进行反应，而且反应底物专一性强、副反应少等优点大大促进了人们对酶的应用和酶技术的研究。
近年来，酶被人们广泛应用于食品生产与检测、生物传感器、医药工程、环保技术、生物技术等领域。
1916年美国科学家NELSON和GRIFFIN最先发现了酶的固定化现象；直到20世纪50年代，酶固定化技术的研究才真正有效地开展；1953年，德国科学家GRUB-HOFER 和SCHLEITH首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然后将淀粉酶、胃蛋白酶、羧肽酶和核糖核酸酶等与上述载体结合制备固定化酶；到20世纪60年代，固定化技术迅速发展；1969年日本千畑一郎利用固定化氨基酰胺酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸，是世界上固定化酶大规模应用的首例；在1971年的第一届国际酶工程会议上，正式建议使用固定化酶(mimobilizedenzyme)这个名称。
我国的固定化酶研究开始于1970年，首先是中国科学院微生物所和上海生化所的酶学工作者同时开始了固定化酶的研究工作二固定化酶的特点[2] [3]固定化酶具有许多优点：极易将固定化酶与底物、产物分开；可以在较长时间内进行分批反应和装柱连续反应；在大多数情况下，可以提高酶的稳定性；酶反应过程能够加以严格控制；产物溶液中没有酶的残留，简化了提取工艺；较水溶性酶更适合于多酶反应；可以增加产物的收率,提高产物的质量；酶的使用效率提高，成本降低。
壳聚糖固定化酶研究进展夏文水1，2谭丽2（1.武汉工业学院食品科学与工程学院，湖北武汉430023；2.江南大学食品学院，江苏无锡214122）(1．College of Food Science and Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan，Hubei430023,China；2.School of Biotechnology,Jiannan University,Wuxi,Jiangsu214122,China)摘要：介绍壳聚糖作为固定化酶载体的主要3种情况：壳聚糖直接作为固定化酶载体；壳聚糖衍生物作为固定化酶载体；壳聚糖与其他物质共同作为固定化酶载体。
壳聚糖及其衍生物的固定化酶具有酶活性高、回收率高和耐贮藏等特点。
指出壳聚糖及其衍生物在固定化酶技术领域有着广阔的应用前景。
关键词：壳聚糖；衍生物；固定化酶；Abstract:Chitosan and its derivatives with superior functionality and biocompatibility,were used to immobilized enzymes by method of adsorption\adsorb-cross linkage\gel-embed and complex carries,there are three kinds of enzyme carrier included chitosan,chitosan derivative and mixture of chitosan with other compounds.The immobilized enzymes prepared with chitosan and its derivatives exhibited high activity,high recoverity and long storage time.The technology of immobilized-chitosan enzyme offers an extraordinary potential in applications for food and other fields.Keywords:Chitosan；Derivatives；Immobilized enzyme——————————基金项目：湖北省教育厅科学研究计划项目（项目编号：D200518008）作者简介：夏文水（1958-），男，武汉工业学院食品科学与工程学院教授。
E-mail:Xiaws@收稿日期：2007-10-02壳聚糖（chitosan）是甲壳素(chitin)脱乙酰基的产物，是由大部分2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖单元和少量N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖单元以β-1，4糖苷键连接的二元线性共聚物，相对分子质量通常在几十万到上百万左右，其结构式如图1所示。
壳聚糖除有多糖结构外还含有氨基功能基团，具有优越的功能性和生理保健作用[1]，是一种资源量丰富、性质独特、多功能的天然高分子生物材料。
它具有良好的生物相容性，可被生物降解，无毒无害安全，对环境无污染；具有很好的成胶性质，易于加工成粉、膜、多孔微球、凝胶、纳米粒子等多种形态，是一类性能优良的固定化酶载体。
近年来有关壳聚糖及其衍生物应用于固定化酶方面的研究报道数量很多，已经用于100多种酶的固定化[2]。
壳聚糖作为固定化酶载体主要分为以下3种情况：壳聚糖直接作为固定化酶载体；壳聚糖衍生物作为固定化酶载体；壳聚糖与其他物质共同作为固定化酶载体，下面将分别加以介绍。
图1-壳聚糖的结构1壳聚糖直接作为固定化酶载体壳聚糖本身是一种多孔网状天然高分子粉粒材料，耐热性好，其分子中的羟基和氨基可形成活泼界面，对蛋白质有显著的亲合力，可将酶吸附通过离子键、氢键及范德华力而与载体结合。
John等[3]将壳聚糖研磨成粉状，与粉状胰蛋白酶混合研磨，通过吸附作用固定胰蛋白酶。
结果表明：研磨时间越长，固定化效果越好。
李志国等[4]以壳聚糖为载体，用物理吸附固定化脂肪酶，对影响固定化过程的各种因素进行考察，确定最优条件，结果表明：固定化酶的可操作性优于游离酶。
以壳聚糖为载体通过吸附制备固定化酶，酶不易失活，但酶与载体之间的结合力弱，在使用过程中酶分子易从载体上脱落，因此，多数情况下使用吸附-交联法以提高其稳定性。
最常用的交联剂是甲醛和戊二醛[5,6]。
周纪宁[7]采用甲醛活化交联壳聚糖固定L-天冬酰胺酶，其活力回收可达20%～25%。
但更多交联剂采用戊二醛。
岳振峰等[8]将粉末状壳聚糖制备成微球形多孔载体，采用吸附—交联的方法进行固定化。
在最佳固定化条件下，酶活力回收率为78.1%，具有较好的强度。
吴茜茜等[9]研究了壳聚糖吸附和戊二醛交联对脂肪酶固定化的影响。
蔡俊等[10]对谷胱甘肽硫转移酶的固定化、游离酶和固定化酶的酶学特性进行了研究，通过试验确定谷胱甘肽硫转移酶的最佳固定化条件为先用2%壳聚糖吸附酶，然后再加戊二醛交联，戊二醛浓度1.2%，交联时间为16h。
王俊等[11]以壳聚糖为载体，采用戊二醛为交联剂的方法来固定海藻糖合成酶。
赵江等[12]采用壳聚糖吸附和戊二醛交联的方法，将胃蛋白酶固定于壳聚糖上。
戊二醛交联是双功能团醛基与壳聚糖和酶分子中的氨基发生亲核加成反应生成西佛碱(Schiff base)，通过共价键结合。
其键合机理如下：壳聚糖的氨基+OHC(CH2)3CHO+酶的氨基→壳聚糖—N=CH(CH2)3CH=N—酶采用戊二醛为交联剂，酶能够通过化学键与载体结合，并且其操作稳定性较吸附法和包埋法有所提高，因而在研究中受到广泛重视。
此方法已经用于多种酶的固定，如表1所示。
表1采用戊二醛交联活化的壳聚糖作为载体的固定化酶酶载体形态参考文献时间青霉素酰化酶AS1.398中性蛋白酶纤维素酶脲酶三角酵母D-氨基酸氧化酶链霉菌Strz-2胞外木聚糖酶木瓜蛋白酶葡萄糖氧化酶真菌漆酶碱性脂肪酶谷胱甘肽硫转移酶α-葡萄糖转苷酶α-淀粉酶β-淀粉酶切枝普鲁兰酶单宁酶颗粒中空球形中空球形粉末状凝胶微球无定形粉末状微球膜凝胶凝胶粉末状中空球形粉末状[13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27]2004200020012004200320052003200420012002200320032004200520032壳聚糖衍生物作为固定化酶载体壳聚糖只能酸溶或溶于酸性水溶液中，不能溶于有机溶剂；为了改善它的物理和化学特性可对壳聚糖进行化学修饰，如酰基化、羧基化、醚化、Schiff反应、N-烷基化、酯化、氧化、卤化、接枝共聚、络合等反应，生成一系列具有不同性能的衍生物[28]，可用作固定化酶的载体。
壳聚糖在甲醇/乙酸介质中与过量醛进行Schiff碱反应，可生成醛亚胺化衍生物。
魏荣卿等[29]以壳聚糖为载体，与双醛淀粉反应形成酶柔性固定化模型(Chitosan-DAS50)，对木瓜蛋白酶进行柔性固定化。
在酶用量为14.4mg/g(酶/干球)、pH8的条件下，固定木瓜蛋白酶18h，所得的固定化酶活力回收率达72%，相当于采用壳聚糖-戊二醛(Chitosan,GA)载体的3倍。
雷福厚等[30]将壳聚糖制备成壳聚糖铜高分子络合物，以配位键的形式对多酚氧化酶进行固定化,，过程为：壳聚糖上的—NH可以与Cu2+形成高分子络合物，由于高分子键的刚性作用，此络合物的2Cu2+配位未饱和，可以进一步与酶中的游离氨基配位，使酶以配位键的形式固定在壳聚糖上，此方法称为高分子配位键法。
这种方法制备简单，固定化酶过程中酶损失少。
壳聚糖铜固定化多酚氧化酶在最佳pH值、热稳定性、底物对酶的抑制及米氏常数等方面均表现出酶催化特征。
说明以功能高分子化合物为载体，以Cu2+为配位中心，通过配位桥键的形式将酶固定在高聚物上(即高分子配位键法)是可行的。
络合、甲醛改性、表氯醇（3—氯—1,2—环氧宋扬等[31]以壳聚糖微珠为载体，以CuSO4丙烷）和氨水修饰，戊二醛活化，偶联牛胰蛋白酶配基，制成抑肽酶亲和吸附剂—化学改性与修饰微球壳聚糖固定化胰蛋白酶，方法过程简单，样品酶比活为5700KIU/mg，质量稳定，成本较低；该吸附剂机械强度高，抗污染能力较强，非特异性吸附较小，可以反复使用，价格低廉，适合工业化生产。
由于微球壳聚糖载体分子上存在大量游离氨基，化学性质极其活泼，表现有pH缓冲作用，且能与酶催化产物醌反应。
为解决上述问题，肖厚荣等[32]先用Cu2+与壳聚糖上的部分氨基络合，将其保护起来，然后在弱碱性条件下使微球壳聚糖与中性甲醛反应，未络合的游离氨基及乙酰氨基转变成化学性质不活泼的一羟基或二羟基氨基。
载体经化学修饰，增加反应基团数，从而提高吸附容量和固定化酶单位活力。
比较试验表明：经修饰后壳聚糖偶联多酚氧化酶比对照高2.3倍。
刘峥等[33]以过硫酸钾/亚硫酸氢钠为引发体系制备了丙烯腈接枝壳聚糖的共聚物并以其为载体固定化α-淀粉酶探讨了固定化酶的最佳制备条件和固定化酶的性质并与游离酶壳聚糖作为载体的固定化α-淀粉酶进行了比较，结果表明：丙烯腈接枝壳聚糖共聚物是固定化α-淀粉酶的优良载体。
袁春桃等[34]也以接枝共聚物壳聚糖-g-丙烯腈作为载体固定化木瓜蛋白酶，试验表明：壳聚糖-g-丙烯腈可以较好地吸附、包结木瓜蛋白酶，固定化酶的酶活力较高，且稳定性得到提高。
方波等[35]以壳聚糖为原料，采用反相悬浮交联的方法制取微球型壳聚糖颗粒，再进行羟丙基氯化及胺基化，制备了一系列新型壳聚糖胺基衍生物微球。
在壳聚糖微球的分子结构中分别引入了羟丙基和不同种类的胺基，使其结构中胺基的含量上升，碱性增强，成为新型壳聚糖胺基衍生物微球；并初步考察其吸附牛血清白蛋白(BSA)性能。
方波等[36]还研制了新型壳聚糖胺基衍生物—乙二胺羟丙基壳聚糖(EDA-HPCS)，并将其用于固定天门冬酰胺酶。
Zhang、Gong等[37]用聚乙二醇（PEG）修饰壳聚糖膜，结果表明：PEG可改善壳聚糖的性能而不破坏壳聚糖良好的生物相容性。
霍红光等[38,39]研究了聚乙二醇改性壳聚糖(PEG-CS)固定化L-天门冬酰胺酶催化缓冲液中天冬酰胺的反应过程，结果表明：在适当的反应条件下，聚乙二醇改性壳聚糖固定化L-天门冬酰胺酶可以很好地水解缓冲液中的天冬酰胺。
有报道[40,41]用一种新型的交联剂—三羟甲基磷(THP)与壳聚糖胺基发生Mannich反应生成壳聚糖-THP，接着壳聚糖-THP与α-葡萄糖苷酶的胺基再一次发生Mannich反应完成固定化。
