固定化酶

酶与酶制剂结课论文

固定化酶及其在工业上的应用

学生姓名 周亚楠

学 号 **********

所属学院 生命科学学院

专 业 食品质量与安全

班 级 13-2班

指导教师 宋丽军

日 期 2013年4月

塔里木大学教务处制 固定化酶

周亚楠

（塔里木大学生命科学学院 食品质量与安全13-2 7051209210）

摘要：随着社会的发展，越来越多酶被人们广泛的应用在工业生产、生物传感器和环境保护等领域.研制开发性能优异的固定化载体,已成为固定化酶技术最为活跃的研究方向之一.固定化酶在生物及生物工程、环境化工、食品、医药等领域得以迅速发展,其中,结合现代分析仪器,固定化酶反应器(IMER)将成为固定化酶应用的一个新领域。本文对近几年来回定化酶栽体的制备及固定化醇的应用进行了综述.

关键词：酶；定化酶；应用；进展

1固定化酶的定义

固定化酶是指经过一定改造后被限制在一定的空间内，能模拟体内酶的作用方式，并 反复连续地进行有效催化反应的酶。固定化酶又称固相酶。在理论研究上，固定化酶可以作为探讨酶在体内作用的模型;在实际使用中,可使生产工艺自动化和连续化，提高酶的使用效率。

2固定化酶的发展历史

固定化酶的研究始于1910年,正式研究于20世纪60年代,70年代已在全世界普遍开展。酶的固定化是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内,仍能进行其特有的催化反应、并可回收及重复利用的一类技术。与游离酶相比,固定化酶在保持其高效专一及温和的酶催化反应特性的同时,又克服了游离酶的不足之处,呈现贮存稳定性高、分离回收容易、可多次重复使用、操作连续可控、工艺简便等一系列优点。固定化酶不仅在化学、生物学及生物工程、医学及生命科学等学科领域的研究异常活跃,得到迅速发展和广泛的应用,而且因为具有节省资源与能源、减少或防治污染的生态环境效应而符合可持续发展的战略要求。

固定化酶的方法

固定化酶是将酶固定在载体上，形成固定化酶，具有高效、稳定、重复使用等优点。下面是一种常用的固定化酶方法。

材料：

- 酶

- 载体（如聚丙烯脂、硅胶、玻璃等）

- 活性剂（如戊二醛、双醛、聚乙二醇等）

- 缓冲液（如PBS缓冲液）

- 洗涤液（如去离子水或PBS缓冲液）

步骤：

1. 制备载体：将载体清洗干净并消毒，然后在室温下干燥或烘干。

2. 固定化酶：将制备好的载体浸泡在含有活性剂的缓冲液中，搅拌均匀。然后加入适量的酶，搅拌均匀并放置一段时间（根据不同的活性剂和载体类型，时间不同）。最后用洗涤液洗净固定化酶。

3. 检测固定化酶活性：采用适当的方法检测固定化酶的活性，如比色法、荧光法等。

4. 贮存固定化酶：将固定化酶保存在干燥、阴凉、密闭的容器中，避免受潮和受热。

注意事项：

1. 活性剂的选择应根据酶的特性和载体的特点进行选择。

2. 固定化酶活性与载体、活性剂、酶的比例等因素有关，需要进行优化实验。

3. 贮存时要避免温度过高或过低，否则会影响固定化酶的稳定性和活性。

以上是一种常用的固定化酶方法，具体操作时应根据实验要求和条件进行调整。

固定化酶的三种方法

固定化酶是把酶结合到一定的表面上，使其失去活性的过程，因此可以用来改变酶的性质、增加酶的稳定性和提高酶的反应效率。固定化酶的三种方法是物理化学固定化、生物化学固定化和免疫化学固定化。

一、物理化学固定化

物理化学固定化是一种将未固定化酶与支架分子相互作用，使酶与支架分子结合，形成可操作的固定化酶系统的方法。其基本原理是通过多种物理、化学或生物学方法，将酶与支架分子进行结合，从而形成一个可操作的固定化酶系统。物理化学固定化可以大大提高酶的反应活性、稳定性和重复利用性，并可以改变酶的特性。常用的物理化学固定化方法有水解结合、热结合、冷结合、电结合、化学结合、离子结合和生物结合等。

二、生物化学固定化

生物化学固定化是指将酶与生物聚合物结合，使酶形成可操作的固定化酶系统的方法。其基本原理是在酶表面分子和支架分子之间形成一种亲和力，使得酶和支架分子之间形成紧密的结合。生物化学固定化的优势在于，它可以改变酶的特性，使酶更加稳定和可操作，而且不必进行大量的实验，可以节省时间和费用。常用的生物化学固定化方法有抗体结合法、抑制剂结合法和蛋白结合法等。

三、免疫化学固定化

免疫化学固定化是一种将酶与抗体结合，形成可操作的固定化酶系统的方法。其基本原理是将酶和抗体进行结合，从而形成一个稳定的固定化酶系统。免疫化学固定化具有较强的特异性，可以在具有极强抗性的环境中实现高效固定化；且不仅能实现酶的固定化，还可以改变酶的特性，使酶更加稳定和可操作。常用的免疫化学固定化方法有免疫结合法、单克隆抗体结合法和抗体体外表达法等。

综上所述，固定化酶的三种方法是：物理化学固定化、生物化学固定化和免疫化学固定化。它们可以改变酶的特性，使酶更加稳定和可操作，提高酶的反应活性、稳定性和重复利用性，从而更好地满足人们在实验中的需求。

ＤＯＩ：１０．１３９９５／ｊ．ｃｎｋｉ．１　１—１８０２／ｔｓ．２０１７０１０４３　

固定化酶新技术——酿酒酵母孢子微胶囊固定化酶技术　

孔军，李子杰，中西秀树，高晓冬　

（江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室，江苏无锡，２１４１２２）　

摘　要　随着固定化酶技术的日新月异，微胶囊技术得到了长足的发展。与传统微胶囊生产技术不同，文章介　绍了一种“天然的”微胶囊固定化酶生产新技术——酿酒酵母孢予微胶囊固定化酶技术，详述了该固定化技术　原理及实例。该技术优点在于：固定化酶的组装“自然”完成，具有天然抗逆性，大小均一，可重复使用，绿色环　保，可实现多种酶的共同固定。最后，对其应用前景进行了展望。　关键词　固定化酶；微胶囊技术；酿酒酵母孢子固定化酶；“一孢多酶”法　

固定化酶技术已成为酶工程研究的重点和热点　之一。与游离酶相比，固定化酶提高了酶的稳定性，　

并使酶能够反复回收利用。微胶囊技术推动了固定　化酶的广泛应用。微胶囊固定化酶采用高分子材料　

将酶包裹在介质周围形成微小颗粒，被包裹的物质称　

为囊心或芯材，壁壳称为囊壁或壁材…。微胶囊固　

定化酶能够提供一种特定的反应微环境，使反应物或　

产物选择性进入或释出　。微胶囊固定化酶最大的　

特色在于其能将囊内和囊外空间隔离，提高了酶的稳　

定性，并且可对囊内外的物理化学性质进行有效调　控。如今该技术已广泛应用于食品、医药、化妆品、化　

工、纺织、生物、农业等领域　。然而传统的微胶囊　

固定化酶技术不足之处在于：纯酶和载体的准备以及　

对组装设备的依赖增加了生产成本，尤其是对产量要　求不大，但仍需要昂贵设备进行加工的酶微胶囊，其　

成本更高；微胶囊颗粒均一性欠佳，产品性能差异较　大　；固定化过程产生有害物质　，给人身安全、环　

境等带来隐患；等等。因而研究探索新的酶固定化技　

术，开发稳定、高效、生产便利的生产方式，改善微胶　

囊固定化酶产品性能、降低生产成本、减少生产过程　中的资源消耗和环境污染等，是微胶囊固定化酶技术