接枝淀粉作为固定化酶载体研究进展

定 化脲 酶． 目前 已有多 种材料 用 于脲 酶的 固定化 ， 如
个 载体 达 到物理 吸 附 一化 学交 联 固定 化 酶． 于此 ， 基
文 中研 究 了酶解 双醛 淀粉 固定 化酶 含量 及 固定 化酶
后 的淀粉载 体形 貌 ， 酶 解 双 醛 淀粉 固定 化后 脲 酶 对
的酶学 特性 即最 适作 用 温度 、 适 作用 ｐ 最 Ｈ值 、 热稳
基金 项 目：高 等 学 校 博 士 点 专 项 科 研 基 金 资 助 项 目 （ ０ ７ ５ １７ ） 广 东 省 产 学 研 结 合 项 目 （ ０ ７ ００ ０ ０ ３ ２ ００ ６ ０ ８ ； ２０ Ｂ ９４ ０ ０ ，
２ ０ Ｂ ９ ３０ ７ ） 广 东 省 科 技 攻 关 项 目（０ ８ ０ １００ ６ ２０ Ｂ ２ ３ ２０ ） 华 南 理 工 大 学 中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 资 助 ０ ９ ０ ００ ２ ２ ； ２ ０ Ｂ ２ １０ １ ，０ ９ ００ １０ ６ ；
等领 域． 酶 的价 格 昂贵 ， 溶 液 中很不 稳 定 ， 易 但 在 容 变性 和失 活 ， 反 应 后 难 以分 离 回收 ， 法 重 复 使 且 无
用 ， 而 限制 了酶的应 用． 从 为提 高脲 酶在溶 液 中的稳
定性 ， 使之 能够重 复利 用 ， 们 常常将 其制 成各 种 固 人
（ ｔ ａ Ｓ ｉｎｅＥ ｉｏ ） Ｎａ ｒｌ ｃ ｃ ｄｔ ｎ ｕ ｅ ｉ
Ａｕｇ ｓ ２ ０ ｕ ｔ ０１
文章编号 ： ０ ０５ ５ ２ １ ） ８０ ５ —５ １０ － Ｘ（０ ０ ０ —０ １０ ６
酶 解 双 醛 淀 粉 固定 化 脲 酶 的酶 学 性质 术
罗志刚 杨 景峰 王敏妮

3.扩散限制效应
酶固定化使生物催化反应从均相转化为多相，于是产 生了扩散阻力：
●
外扩散阻力是底物从宏观环境向酶颗粒表面传递过
程中的一种扩散限制效应，发生在固定化颗粒周围的液膜
层。它会使底物在固相酶周围形成浓度梯度，通过增加搅 拌速度和底物流速的方法可以减少外扩散效应。
●
内扩散阻力是指底物分子达到固相酶表面后传递到
缺点：
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固定化时，酶活力有损失； 增加了生产的成本，工厂初始投资大； 只能用于可溶性底物，而且较适用于小分子底物， 与完整的菌体相比不适于多酶反应，特别是需要辅 胞内酶必须经过酶的分离手续。
对大分子底物不适宜；
●
助因子的反应；
●
三、影响固定化酶性质的因素
分配效应 空间障碍效应 扩散抑制效应
在具体选择时，一般应遵循以下几个原则：
（1）必须注意维持酶的构象, 特别是活性中心的构象。
（2）酶与载体必须有一定的结合程度。
（3）固定化应有利于自动化、机械化操作。 （4）固定化酶应有最小的空间位阻。 （5）固定化酶应有最大的稳定性。 （6）固定化酶的成本适中。
1.吸附法
吸附法（Adsorption） 是通过载体表面和酶分子 表面间的次级键相互作用 而达到固定目的，是固定 化中最简单的方法。只需 将酶液与具有活泼表面的 吸附剂接触，再经洗涤除 去未吸附的酶便能制得固 定化酶。
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1.分配效应
由于载体和底物的性质 差异引起了微环境和宏观 环境之间的性质不同。微 环境是在固定化酶附近的 局部环境，而将主体溶液 称为宏观环境。由这种不 同造成的底物、产物和各 种效应物在两个环境之间 的不同分配，被称为分配 效应。
2.空间障碍效应

综述：固定化酶一、简介固定化酶、固定化细胞是一种在空间运动上受到完全约束或局部约束的酶、细胞。

近代工业化利用始于1969年固定化氨基酰化酶的应用。

利用固定化技术，解决了酶应用过程中的很多问题，为酶的应用开辟了新的前景。

如可使所使用的酶、细胞能反复使用，使产物分离提取容易，并在生产工艺上可以实现连续化和自动化，故在20世纪70年代后得到迅速发展。

其新的功能和新的应用正在迅速不断地扩展，是一项研究领域宽广、应用前景极为引人瞩目的新研究领域和新技术。

二、定义与优点所谓固定化酶(immobilized enzyme)，是指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的酶。

固定化酶的优点：（1 ）同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次地使用；（2 ）固定化后，和反应物分开，有利于控制生产过程，同时也省去了热处理使酶失活的步骤；（3 ）稳定性显著提高；（4 ）可长期使用，并可预测衰变的速度；（5 ）提供了研究酶动力学的良好模型。

三、酶固定化技术发展史酶作为一种生物催化剂，因其催化作用具有高度专一性、催化条件温和、无污染等特点，广泛应用于食品加工、医药和精细化工等行业。

但在使用过程中，人们也注意到酶的一些不足之处，如酶稳定性差、不能重复使用，并且反应后混入产品，纯化困难，使其难以在工业中更为广泛的应用。

为适应工业化生产的需要，人们模仿人体酶的作用方式，通过固定化技术对酶加以固定改造，来克服游离酶在使用过程中的一些缺陷。

将酶固定化以后，既保持了酶的催化特性，又克服了游离酶的不足之处，使其具有一般化学催化剂能回收反复使用的优点，并在生产工艺上可以实现连续化和自动化。

事实上，早在1916年，Nelson和Griffin就用吸附的方法实现了酶的固定化，他们将蔗糖酶吸附在骨炭粉上，发现吸附以后酶不溶于水而且具有和液体酶同样的活性，可惜这个重要的发现长期以来没有得到酶学家的重视。

系统地进行酶的固定化研究则是从20 世纪50 年代开始的。

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。