固定化酶技术及应用的研究进展
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固定化
固定化技术及其应用摘要固定化细胞技术是酶工程的核心技术之一，它将酶工程提高到一个新水平。
该技术简化了工业分离纯化的步骤，并使酶反应的连续生产成为现实。
目前，该技术已经广泛应用于食品、发酵、三废处理等行业，经济效益显著。
首先分析了固定化细胞的优缺点，介绍了近年来在食品、发酵和三废处理行业的应用，最后对其应用进行了展望。
关键词固定化酶；食品；发酵；三废处理；应用引言固定化细胞就是被限制自由移动的细胞，既细胞受到物理化学等因素约束或限制在一定的空间界限内，但细胞仍保留催化活性并具备能被反复或连续使用的活力。
是在酶固定化基础上发展起来的一项技术。
【1】固定化微生物技术使用化学或物理手段，将游离细胞或者酶定位于限定的区域，使其保持活性并可反复利用的方法。
最初主要用于发酵生产，70年代后期，被利用到水处理领域，近年来则成为各国学者研究的热点【2】。
固定化微生物技术克服了生物细胞太小，与水溶液分离较难，易造成二次污染的缺点，保持了效率高、稳定性强、能纯化和保持高效菌种的优点，在废水处理领域有广阔的应用前景。
在实际应用过程中，如何固定、何种载体，才能使固定化微生物能较长时间的保持一定的强度和活度，才能降低固定化成本，延长固定微生物的使用寿命，是该技术在污水处理中得到广泛应用的关键。
固定化技术作为实现动物细胞大规模培养的重要途径, 相对悬浮培养而言具有细胞生长密度高、抗剪切力和抗污染能力强、产物易于收集和分离纯、对贴壁型和非贴壁型细胞【3】都适用的优点, 因此在动物细胞的大规模培养上得到越来越广泛的应用,相继出现了微载体、中空纤维及微囊化等多种固定化培养技术。
本文作者将结合动物细胞的培养特性,介绍目前动物细胞大规模培养中的固定化技术。
酶作为一种蛋白质，其催化活性与空间结构密切相关，在大多数情况下固相酶的催化活性较低，以固定化氨基酰化酶为例，选择比较好的载体材料和固定化方法，其活性一般也仅为游离酶的50％～60％。
固定化酶的方法
固定化酶的方法
固定化酶是一种将酶固定在载体上的技术，可以提高酶的稳定性和重复使用性，从而降低生产成本和提高生产效率。
固定化酶技术已经广泛应用于食品、医药、化工等领域。
固定化酶的方法主要有物理吸附、共价键结合和交联固定等。
其中，物理吸附是将酶通过静电作用或疏水作用吸附在载体表面，共价键结合是通过化学反应将酶与载体共价键结合，交联固定则是通过交联剂将酶与载体交联在一起。
物理吸附是一种简单易行的固定化酶方法，但其稳定性较差，易受温度、pH值等因素影响。
共价键结合可以提高酶的稳定性和重复使用性，但其制备过程较为复杂，成本较高。
交联固定则是一种既简单又稳定的固定化酶方法，但其交联剂的选择和使用量需要仔细控制，否则会影响酶的活性和稳定性。
固定化酶技术的应用范围非常广泛。
在食品工业中，固定化酶可以用于酿造、发酵、果汁加工等过程中的酶解反应，从而提高产品质量和生产效率。
在医药工业中，固定化酶可以用于药物合成、酶替代治疗等领域，从而提高药物的纯度和效果。
在化工工业中，固定化酶可以用于催化反应、废水处理等领域，从而提高反应效率和环保性能。
固定化酶技术是一种非常重要的生物技术，可以提高酶的稳定性和
重复使用性，从而降低生产成本和提高生产效率。
随着科技的不断发展，固定化酶技术将会在更多的领域得到应用。
生物固定化技术在生命科学中的应用
生物固定化技术在生命科学中的应用生物固定化技术是指利用生物体内或者体外的活性物质，将其固定在一种适合的材料表面上，或者包裹在一种材料之中，以便进行反应或者传递信号的过程。
这种技术在生命科学领域中的应用非常广泛，可以用来制备天然产物、药物、酶、蛋白质、抗体等等，还可以用来制备生物燃料、污水处理的生化反应器等等。
本文将从不同的角度来介绍这种技术在生命科学领域中的应用。
一、利用酶进行生化反应生物固定化技术最为广泛的应用就是在生化反应的过程中。
首先，生物固定化酶可以提高催化反应的效率，使得反应速率得到了显著提高，同时减少了催化酶的使用量。
其次，生物固定化酶能够延长催化酶的使用寿命，使得酶的活性可以持续很久，从而降低了生产成本。
最后，生物固定化酶对环境污染的危害较小，减少了废物的产生和处理的难度。
二、利用抗体进行分析和检测生物固定化技术还可以用于制备高效的酶联免疫吸附试验（ELISA）试剂盒。
通过将抗体固定在某个载体表面上，可以引发化学或者生物反应。
这种反应通常是通过酶等物质来实现的，从而达到检测和分析的效果。
利用这种方法可以检测和鉴定各种物质，包括生物样本、水质、食品样品等等。
三、制备天然产物生物固定化技术还可以用于制导生物合成反应，从而得到天然产物。
通过将反应物和生物体内的催化物质固定在一起，可以加速反应的过程，同时减少废料的产生。
这种成果的应用范围非常广泛，包括食品、医药、化妆品、生物染料等等。
四、应用于环境污染处理当今的环境状况中，污染处理成为了当务之急。
生物固定化技术可以用于制备生化反应器，从而对污水进行有机污染物的处理。
这种技术通过强化生物反应器的稳定性、提高有机物的降解效率，以及减少污染物的排放等方面迅速起效。
此外，生物固定化技术还可以用于制备微生物菌剂，对土壤中的有机、无机污染物进行治理，为环境污染治理提供了有效的工具。
总的来说，生物固定化技术在生命科学中的应用非常广泛，从酶催化反应、抗体分析、制备天然产物以及环境污染处理等领域都有涉及。
固定化酶在食品中的应用
固定化酶在食品中的应用（生物科学与技术学院袁定清）摘要:固定化酶技术将酶工程提高到一个新水平，实现了酶的重复使用及产物与酶的分离。
而且它已在食品领域得到了迅速的发展和广泛的应用。
本文主要介绍了固定化酶技术的特点、固定方法、食品工业方面的应用和发展趋势的预测，是酶工程的核心技术之一。
关键词：固定化酶；食品制造；固定化技术Application of immobilized enzyme in food(College of biological science and technology Yuan Dingqing ）Abstract:The technology of immobilized enzyme is one of the core technology for enzyme engineering, it enzyme engineering to a new level, to achieve the separation of enzyme reuse and product with the enzyme. And it has been in the food area of rapid development and wide application. This paper describes the characteristics of the immobilized enzyme technology, fixation methods, applications and development trends in the food industry forecast.Key words:immobilized enzyme; food industry; immobilization technology; prospects1 固定化酶的定义和特点固定化酶技术是用人工方法将酶固定在特定载体上，进行催化生产，因而固定化酶一般可以被认为是不溶性酶，与水溶性酶相比，其优点如下：易于将固定化酶与底物、产物分离，便于后续的分离和纯化；可以在较长时间内连续生产；酶的稳定性和最适温度提高；酶反应条件容易控制；可以增加产物的收率提高产物质量；酶的使用效率高，成本低；适于产业化、连续化、自动化生产。
固定化技术应用-酶和细胞的固定化
固定化技术应用－酶和细胞的固定化试题中出现固定酶能不能催化一系列反应，查找资料，没有权威资料认为已经存在催化系列反应的酶，应该是研究方向。
选修知识的考查已经出现应用方向，也拓展到了技术的前景。
也就是说，需要在教学中创设情境适当扩大知识面，结合试题进行教学会收到很好的效果，如固定化酶技术可以拓展到固定化细胞。
问题：固定化技术以及发展前景如何？什么是固定化酶？什么是固定化细胞？011.固定化酶技术固定化酶技术是用物理或化学手段。
将游离酶封锁住固体材料或限制在一定区域内进行活跃的、特有的催化作用，并可回收长时间使用的一种技术。
酶的固定化技术已经成为酶应用领域中的一个主要研究方向。
经固定化的酶与游离酶相比具有稳定性高、回收方便、易于控制、可反复使用、成本低廉等优点，在生物工业、医学及临床诊断、化学分析、环境保护、能源开发以及基础研究等方面发挥了重要作用。
2.固定化酶技术的发展以前，固定化酶技术是把从生物体内提取出来的酶，用人工方法固定在载体上。
1916年Nelson和GrImn最先发现了酶的固定化现象。
科学家们就开始了同定化酶的研究工作。
1969年日本一家制药公司第一次将固定化的酰化氨基酸水解酶用于从混合氨基酸中生产L－氮基酸，开辟了固定化酶在工业生产中的新纪元。
我国的固定化酶研究开始于1970年，首先是微生物所和上海生化所的工作者开始了固定化酶的研究。
当今，固定化酶技术发展方向是无载体的酶固定化技术。
邱广亮等用磁性聚乙二醇胶体粒子作载体，采用吸附－交联法，制备出具有磁响应性的固定化糖化酶，简称磁性酶(M I E)一方面由于载体具有两亲性，M I E可稳定的分散于水相或有机相中，充分的进行酶催化反应；另一方面，由于载体具有磁响应性，M I E又可借助外部磁场简单地回收，反复使用，大大提高酶的使用效率。
Puleo等将钛合金表面用丙烯酸胺等离子体处理引入氨基，然后将含碳硝化甘油接枝于钛合金表面，或者将等离子体处理的钛合金先由琥珀酸酐处理，再用含碳硝化甘油接枝，进而将溶菌酶和骨形态蛋白进行固定，实现了生物分子在生物惰性金属上的固定化。
酶及细胞固定化技术
酶及细胞固定化技术酶作为生物体内的催化剂，具有高效性和高特异性的特点。
但在工业生产中，酶稳定性差、易流失，造成成本过高，限制其广泛应用。
因此将酶采用固定化技术，使酶在发挥其高效、专一性同时，还能增强酶的贮存稳定性，提高了生产效率，节约了成本。
本文对酶和细胞的固定化技术进行综述。
【关键词】酶细胞固定化载体应用酶及细胞固定化技术是生物技术的重要组成部分。
20世纪60年代出现了固定化酶技术，60年代末固定化酶技术用于工业生产，70年代出现了固定化细胞技术，80年代又发展了固定化增殖细胞技术以及包括辅助因子在内的固定化多酶反应体系技术。
工程技术日益成熟，成为近代工业生产中不可缺少的组成部分。
所谓固定化技术，是指利用化学或物理手段将游离的酶或细胞（微生物），定位于限定的空间区域并使其保持活性和可反复使用的一种基本技术，包括固定化酶技术和固定化细胞技术。
固定化细胞的制备方法是多种多样的，任何一种限制细胞自由流动的技术，都可以用于制备固定化细胞。
一般来说，固定化技术大致可以分成吸附法、共价结合法、交联法和包埋法等4大类，其中以包埋法使用最为普遍。
一、固定化技术分类1.吸附法很多细胞都有吸附到固体物质表面的能力，这种吸附能力可以是天生具有的，也可以是经过处理诱导产生的，依靠这种吸附能力，人们发展起许多廉价而又有效的固定化方法。
吸附法可分为物理吸附法和离子吸附法，前者是使用具有高度吸附能力的硅胶、活性炭、多孔玻璃、石英砂和纤维素等吸附剂将细胞吸附到表面上使之固定化，是一种最古老的方法，操作简单、反应条件温和、载体可以反复利用，但结合不牢固，细胞易脱落。
后者根据细胞在解离状态下可因静电引力（即离子键合作用）而固着于带有相异电荷的离子交换剂上，如DEAE-纤维素、DEAE-Sephadex、CM-纤维素等。
2.共價结合法共价结合法是细胞表面上功能团和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价键连接，从而成为固定化细胞。
甲壳素、壳聚糖作为固定化酶载体的研究进展
等。
由于壳 聚糖具 有在 酸 性条件 下溶 解 ，碱 性条 件 下沉 淀 的特 点 ， 以将其 作 为 固定 化 酶的载 体 时 ， 所 先 把 壳聚 糖溶 解于稀 酸 中 ， 滤去不溶 物 ， 向滤液 中滴 加 氢 氧化钠 溶 液 ．收集沉 淀 物作 为载体 。 以下 介 绍 的 几种 固定 化 酶 的载 体一 壳 聚糖 ，是用 上述 方法 处理 的。这样 处 理能使 壳 聚糖有 更多 的 氨基参 与 固定化 反应 ， 因此 固定化 酶 的活力 回收率 较 高。 姜 涌 明… 等以 自制壳 聚糖 为载 体 ， 戊二 醛 为交 联 剂 ， 到固定 化木 瓜蛋 白酶 。活力 回收率 为 ４ ％ 得 ２
３ 舒 展 、 用 酶 促 水 解 改 进 大 豆分 离蛋 白 的乳 化 性能 应 学 报 ．９ ２．（ ）３ —４ １９ ７ ３ ：９ ８ ４ 翟瑞文 、 雁群 、 子林等 李 陈
业科技 １ ９（ ） ３ —４ ９ ７ ５ ：８ ０
中 国 辕 油
玉米 渣 中 蛋 白质 的 酶 水 解
食 品 工
许 多 固定化 酶 的成功 与否 要依靠 载体 的特性 ，因此
载体 的选 择便 成 了研究 的热 点 。
乙酰胺 基 ． 葡萄糖 单 元和 Ｂ（ ，）２ 氨 基 一 葡 萄 Ｄ 一１４．一 Ｄ
糖 单 元组成 的共 聚物 。壳 聚糖 属 多糖类 物质 。亲水
甲壳 素又 名几 丁质 、 多糖 ， 由 ２ 乙 酰胺 一． 壳 是 一 ２ 脱 氧葡 萄糖单 体 通过 口（ ， ） 一１ ４ 糖苷 键联 结起 来 的直
甲壳 素 、 聚糖 作 为 固定化 酶 载 体 的研 究 进展 壳
邢 晓薏 吕晓 砖 宫慧梅 黄 良 昌 天津轻 工业 学 院
由于壳 聚糖具 有在 酸 性条件 下溶 解 ，碱 性条 件 下沉 淀 的特 点 ， 以将其 作 为 固定 化 酶的载 体 时 ， 所 先 把 壳聚 糖溶 解于稀 酸 中 ， 滤去不溶 物 ， 向滤液 中滴 加 氢 氧化钠 溶 液 ．收集沉 淀 物作 为载体 。 以下 介 绍 的 几种 固定 化 酶 的载 体一 壳 聚糖 ，是用 上述 方法 处理 的。这样 处 理能使 壳 聚糖有 更多 的 氨基参 与 固定化 反应 ， 因此 固定化 酶 的活力 回收率 较 高。 姜 涌 明… 等以 自制壳 聚糖 为载 体 ， 戊二 醛 为交 联 剂 ， 到固定 化木 瓜蛋 白酶 。活力 回收率 为 ４ ％ 得 ２
３ 舒 展 、 用 酶 促 水 解 改 进 大 豆分 离蛋 白 的乳 化 性能 应 学 报 ．９ ２．（ ）３ —４ １９ ７ ３ ：９ ８ ４ 翟瑞文 、 雁群 、 子林等 李 陈
业科技 １ ９（ ） ３ —４ ９ ７ ５ ：８ ０
中 国 辕 油
玉米 渣 中 蛋 白质 的 酶 水 解
食 品 工
许 多 固定化 酶 的成功 与否 要依靠 载体 的特性 ，因此
载体 的选 择便 成 了研究 的热 点 。
乙酰胺 基 ． 葡萄糖 单 元和 Ｂ（ ，）２ 氨 基 一 葡 萄 Ｄ 一１４．一 Ｄ
糖 单 元组成 的共 聚物 。壳 聚糖 属 多糖类 物质 。亲水
甲壳 素又 名几 丁质 、 多糖 ， 由 ２ 乙 酰胺 一． 壳 是 一 ２ 脱 氧葡 萄糖单 体 通过 口（ ， ） 一１ ４ 糖苷 键联 结起 来 的直
甲壳 素 、 聚糖 作 为 固定化 酶 载 体 的研 究 进展 壳
邢 晓薏 吕晓 砖 宫慧梅 黄 良 昌 天津轻 工业 学 院
固定化胰蛋白酶的制备研究
固定化胰蛋白酶的制备研究
一、背景介绍
固定化酶技术是指将酶固定在载体上，形成固定化酶，以提高其稳定
性和重复使用性。
胰蛋白酶是一种重要的消化酶，常用于医药和食品
工业中。
因此，制备固定化胰蛋白酶具有重要的应用前景。
二、制备方法
1. 固定化胰蛋白酶的载体选择：常用的载体有凝胶、纤维素、硅胶等。
其中凝胶是最常用的载体。
2. 固定化方法：包括物理吸附、共价键结合和交联等方法。
其中，共
价键结合法是最常用的方法。
3. 制备步骤：
（1）将选好的载体与活性胰蛋白酶混合；
（2）加入交联剂进行交联反应；
（3）去除未固定的胰蛋白酶和交联剂；
（4）测定固定化后的活性。
三、影响因素
1. pH值：pH值对于固定化后的活性有较大影响，一般选择pH 7.0-8.0为最佳条件。
2. 温度：温度也是影响固定化后活性的重要因素。
一般情况下，选择
40℃为最佳条件。
3. 固定化时间：固定化时间对于固定化后的活性也有影响。
一般情况下，选择1-2小时为最佳条件。
四、应用前景
固定化胰蛋白酶具有较好的应用前景。
在医药领域，可以应用于制备消化酶剂和治疗胰腺疾病；在食品工业中，可以应用于酿造、发酵等过程中的蛋白水解反应。
五、总结
固定化胰蛋白酶的制备是一项重要的技术，在医药和食品工业中具有广泛的应用前景。
其制备方法包括载体选择、固定化方法和测定固定化后活性等步骤。
同时，pH值、温度和固定化时间等因素也对其活性产生影响。
第五章-固定化酶
2．离子结合法 酶通过离子键结合于具有离子交换剂的水不溶 性载体的固定化方法。 • 常用载体：各种阴、阳离子交换剂。 如CM-纤
维素、DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶等
• 优点：操作简单，酶活性中心不易被破坏和酶
高级结构变化少，酶活力损失很少。
• 缺点：载体和酶的结合力 比较弱，酶易脱落。
3.共价结合法
• 相对活力：固定化酶活力与同量蛋白量
的溶液酶活力的比值
固定化酶活力 相对活力 100% 溶液酶总活力 残留酶活力
四、固定化酶（细胞）的半衰期
• t1/2 ：固定化酶（细胞）的活力下降为最 初活力1/2所经历的连续工作时间；衡量 操作稳定性的指标。
Fig. 2. Kinetic of ROL adsorption on the silica aerogels. The activity was measured using olive oil emulsion as substrate at pH 8.5 and 37 °C.
第五章 固定化酶与固定化细胞
第一节 酶的固定化
一、固定化酶（immobilized enzyme）：是 指在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能 连续进行反应，反应后的酶可以回收重复 使用。
优点：
①极易将固定化酶与底物、产物分开，简 化了提纯工艺，提高酶的使用效率； ②在大多数情况下，能够提高酶的稳定；
(五)固定化酶的米氏常数(Km)变化 • 中性载体：固定化酶的表观Km值上升。
• 载体与底物电荷相同：表观Km值显著 上升； • 载体与底物电荷相反：Km
？
四、影响固定化酶性能的因素
1．构象改变、立体屏蔽
• 构象改变：指固定化过程及酶和载体的 相互作用，引起了酶的活性中心构象发 生改变，从而导致酶活性改变的—种效 应。
固定化酶
1.2 脂肪酶的研究与应用1.2.1 脂肪酶的研究概况脂肪酶可以根据其来源分类，分为微生物脂肪酶、动物脂肪酶和植物脂肪酶。
脂肪酶可以很容易地从微生物真菌（如南极洲假丝酵母）或细菌（如荧光假单胞菌）中通过发酵过程高产量地生产出来，其过程缺乏基本的净化步骤。
一些脂肪酶表现出对底物的位置专一性，而另一些则不然。
对不同来源的游离脂肪酶类型的比较研究表明，荧光P.脂肪酶具有最高的酶活性。
通常，来自真菌来源的脂肪酶比来自细菌来源的脂肪酶表现出更好的甘油三酯酯交换活性。
作为一种多功能生物催化剂，脂肪酶具有其他酶蛋白无法比拟的优点[15]：1、在有机溶剂中具有良好的稳定性；2、催化过程不需要辅助因子，一般不发生副反应；3、可以催化水解，酯化，酯交换等众多反应[16]；4、具有独特的化学选择性、区域选择性及立体选择性；5、底物谱广，可催化非天然底物进行反应。
与动植物脂肪酶相比，微生物脂肪酶生产周期短，分离纯化相对简单，并可利用基因工程和蛋白质工程等技术实现酶的改造并构建生产工程菌[17]，适合工业化生产与应用。
1994年，丹麦Novozymes公司首次应用基因工程菌生产来源于Thermomyces lanuginosus的脂肪酶Lipolase，此后许多来源于微生物的脂肪酶也实现了商业化生产[18]。
脂肪酶的应用领域日益扩大，被广泛运用于生物柴油、食品加工、面粉改良、造纸造酒、有机合成等化工领域[19]。
1.2.2 脂肪酶的结构及催化机制脂肪酶是一类重要的水解酶，催化三酰甘油酯中酯键的裂解，具有广泛的生物技术应用价值。
脂肪酶是在人体内正确分配和利用油脂所必需的酶。
脂蛋白脂肪酶(LPL)在毛细血管中很活跃，它通过水解包装脂蛋白中的甘油三酯，在防止血脂异常方面起着至关重要的作用。
30年前，有人提出了一种不活泼的LPL低聚物的存在。
M., Tushar Ranjan (2020)指出天然油中高浓度的omega - 3脂肪酸(ɷ-3 FAs)对于维持身体健康非常重要。
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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。
上述各种固定化酶的方法所表现出的不足之处限制了其广泛应用，因此，设计和合成性能优异的新型酶固定化材料,研制开发简便、实用的固定化方法是目前固定化酶研究的重点之一。
2.新型载体材料及固定化技术传统酶的固定化方法虽在一定程度上可以增强生物催化剂的稳定性,但增强幅度有待进一步提高，并且在此过程中，生物催化剂酶催化活力通常损失严重。
运用当代高新技术设计合成新型载体以及两者的有机结合是引人注目的研究动向。
因此目前不断地有新的载体和技术引入酶的固定化领域，如:无载体固定化、微波/超声辅助的固定化、微胶囊固定化、电辅助固定化等,且固定化生物催化剂也越来越广泛地应用于医疗、生物医药、环境保护、食品工业、化学工业、能源等领域。
2.1 酶固定化过程中的新载体２．１.1介孔材料孔道的结构和尺寸对酶活力及稳定性有着明显的影响,在合适的孔道中酶固定化后其活力提高到游离酶的2倍,大孔道有利于固定化与催化过程中酶蛋白和底物、产物的传输，从而能提高酶的固定化和催化效果。
目前,大孔道、高比表面积和孔容的新型介孔材料不断被引入酶固定化领域，因为在大孔道、高比表面积、高孔容的介孔材料中酶的负载量大。
2.1.2 纳米管碳纳米管是一种新型纳米材料。
它是由石墨片层卷曲而成的无缝纳米管。
将生物大分子，如氨基酸、蛋白质、酶、DNA 等结合在碳纳米管的表面或端口上,可提高它在水溶液中的溶解度，为实现碳纳米管的各种生物应用奠定了基础。
纳米管的内表面与酶之间存在强烈的相互作用,从而使得管内酶蛋白结构稳定且保留相当的催化活力,并且用其制成电极能够有效实现底物氧化及电子的传递。
硅纳米管用于固定化酶时，能够保持酶的活性，并且提高酶的热稳定性及对PＨ的耐受性。
2.１.3 磁性高分子微球磁性高分子微球是由无机磁性纳米粒子与有机高分子通过包埋法、单体聚合法合成的具有磁响应性和微球特性的粒子。
通过共聚合和表面改性，磁性高分子微球表面可被赋予多种活性功能基团(如-OＨ、－COOH、-ＣHO等)。
无机磁性纳米粒子应用较多的是Fe3Ｏ4，单体聚合法主要包括乳液聚合、无皂乳液聚合、微乳液聚合、种子乳液聚合。
磁性微球有良好的表面效应和体积效应,如比表面积较大，微球官能团密度较高，选择性吸附能力较强,吸附平衡时间较短等。
它的物理化学性质稳定,具备一定的机械强度和化学稳定性，能耐受一定浓度的酸碱溶液和微生物的降解,通过表面改性赋予多种活性的功能基团,这些功能基团可以连接生物活性物质。
2.2新型固定化技术2.２．1 微波/超声辅助固定化法微波是一种电磁波。
微波加热的主要原理是介质材料的极性分子在微波高频电场的作用下反复快速取向转动而摩擦生热，从物质内部开始，瞬时达到需要的温度。
微波加热具有许多传统加热不具备的优点等。
超声波是指振动频率大于20 ｋHz以上的一种纵波,在介质中传播时,使介质发生物理和化学变化，从而产生一系列超声效应,包括热效应、机械效应、空化效应和化学效应。
研究认为,超声波对液体化学反应速度和产率的影响主要是由超声波在液体介质中的空化作用引起的。
超声可使液体介质中形成微泡，其破裂伴随能量的释放,可以提高许多化学反应的速度。
到目前为止,超声波技术对物质提取,高分子降解，酶解反应等都有很好的促进作用。
２.２.2无载体固定化法无载体固定化酶技术是通过将结晶酶、物理共沉淀的酶进行交联形成固定化酶,包括交联酶结晶(CLEC)、交联酶聚集体（ＣLEA)。
交联酶聚集体技术是一种将蛋白质先沉淀后交联形成不溶性的、稳定的固定化酶，这种技术是通过基本纯化的高浓度的蛋白质样品的共价交联来实现的。
２．２.3微胶囊固定化法微胶囊是一种采用高分子聚合物或其他成膜材料将物质的微粒或微滴包覆所形成的微小容器，其粒径一般在微米至毫米级范围,通常为5~４00μm。
将酶用微胶囊包覆后形成的微胶囊固定化酶,由于被催化物质和产物可自由通过囊壁,因而能起到酶催化剂的作用。
3.固定化酶的应用3．１医疗行业的应用３．1.1 抗生素上应用自20世纪70年代初，欧美国家已开始用特殊的合成树脂固定化青霉素酞化酶来生产 6 －APA[5］,但价格昂贵，酶活还较低。
中国关于固定化青霉素酞化酶的研究工作起步较晚，还要靠进口价格昂贵的固定化载体或固定化青霉素酞化酶来满足半合成青霉素生产的需要。
用于生产β内酞胺类抗生素中问体青霉素酞化酶在偏碱性环境下，可以催化青霉素Ｇ和头抱菌素G水解，制备生产半合成p内酞胺类抗生素所需的中问体：6－氨基青霉烷酸(６－A PA）和7氨基脱乙酞头抱烷酸［７](7 -ADCA )。
传统上多采用氧化反应酒旨化及扩环重排等化学反应来合成7- ADCA,但其过程存在着步骤多、反应条件要求高、成本高、三废污染等问题，现在已逐渐被固定化方法所替代。
3.1．２氨基酸上应用氨基酸是蛋白质结构的基本单位,对维持机体蛋白质的动态平衡有极其重要的意义。
自然界的天然蛋白质中存在20余种基本氨基酸，皆为L型，非基本氨基酸多为外消旋体，然而D型和Ｌ型对映体的生理作用迥异。
氨基酸主要通过发酵法和合成法生产,D-氨基酸一般通过光学拆分得到。
D-氨基酰化酶利用其立体专一性反应，从化学合成的底物生产具有光学活性的D -氨基酸现在技术研究了利用基因重组工程技术构建高活性的氨基酞化酶工程菌连续拆分D，L蛋氨酸。
氨基酞化酶工程菌经发酵收集高活性的菌体,通过海藻酸钠包埋技术制备固定化酶,连续拆分Ｄ,L蛋氨酸,结果比酶活性大于６ 0０0 u／ｇ湿菌体,酶柱比酶活性大于４０00 u／g酶，半衰期2０d,可连续拆分2４d,拆分率达90％，收率达7４.５%左右。
随着基因工程药物和固定化技术的发展,人们对Ｄ氨基酸的需求日益增加,因此筛选具有高活力Ｄ氨基酰化酶的菌株,并且建立起简单快捷生产D氨基酸的方法有着广阔的工业前景。
３.１.3 酶制剂上应用脂肪酶不仅能够催化酷的水解反应，而且能在有机溶剂中催化醇和酸的酷合成反应酒旨交换反应、氨解反应驮合成反应等等。
现在技术以cM-纤维素为载体固定化脂肪酶的最适制备条件，固定化酶的酶学特性以及操作的稳定性,结果表明本法制备得到的固定化酶酶活力较高,回收率也较高,最适温度,pH都有了提高，稳定性也提高了，酶和载体问的结合力较牢固。
目前脂肪酶制造油化学品的重要障碍就是脂肪酶价格较高,而固定化酶具有可以回收、重复使用、稳定性高产品质量高等优点,所以脂肪酶的固定化技术可以在药物制备、食品及轻工等方面广泛应用。
3.1．4药物筛选上应用药物筛选就是对可能作为药物的物质进行初步的药理活性的检测和试验，以求发现其药用价值和临床用途,为发展新药提供最初始的依据和资料。
直到２0世纪７0年代中期，动物实验一直是药物筛选的主要方法,但动物实验存在需时长、劳动强度大、操作技术要求高、受试样品需要量大等缺点。
现代科技的发展为高效率的筛选药物提供了技术条件，高通量药物筛选技术（HＴS)就是将多种技术方法有机结合而形成的一种新的技术体系。
用于药物筛选的膜蛋白微阵列，由于类脂环境影响膜蛋白的功能难以很好发挥,使微阵列制作有困难。
最近微阵列技术取得了突破性进展，解决了膜和蛋白的固定化问题，发明了一种机械上稳定又允许单个分了在固定化膜内移动的系统，这种水平方向流动性是生物膜的特性之一。
3．１.５手性药物上应用手性药物的临床意义已引起了人们的注意，并成为国际开发热点,世界正在开发的1 ２00种新药种有三分之一是手性药物，同时手性药物又是药品开发中的难点,往往是一种对映体具有很大的药用价值，而另一对映体没有药效,甚至对人体有毒害作用。
如何从对映异构体中分离出有效成分或合成有效成分是目前面临的一大课题。
手性药物相互作用的研究也应用了固定化的方法。
如应用亲合色谱技术时，可以在色谱柱上固定化ＨAＳ[１５]或AGＰ[16]来研究手性药物发生在分布环节的相互作用,就是在流动相中添加并用药物来考察并用药物与对映体在分布环节有无相互作用。
３.２食品行业固定化酶可应用于食品检测。
固定化酶技术的发展使生物传感器也得到相当大的发展,它不仅使食品成分的高选择性、快速、低成本分析测定成为可能，而且生物传感器技术的持续发展将很快实现食品生产的在线质量控制,降低食品生产成本，并且可以保证安全可靠及高质量的食品生产。
3.3生物传感器方面在医学领域,生物传感器因快速、灵敏、专一、响应快等优点发挥着越来越重要的作用。
目前,在检测多种细菌、病毒及其毒素等多个方面生物传感器已有较广泛应用。
比如高精度血糖分析仪是采用固定化酶的生物传感分析仪，其分析精度可以达到０.5%-２％，比家用保健类生物传感器几乎高一个数量级，比目前医用生化分析仪的精度也高２%－3%,这在血糖分析领域是非常重要的。