固定化酶载体材料的最新研究进展

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固定化酶载体材料的最新研究进展

作者:袁定重, 张秋禹, 侯振宇, 李丹, 张军平, 张和鹏, YUAN Dingzhong, ZHANG Qiuyu , HOU Zhenyu, LI Dan, ZHANG Heping, ZHANG Junping

作者单位:西北工业大学理学院应用化学系,西安,710072

刊名:

材料导报

英文刊名:MATERIALS REVIEW

年,卷(期):2006,20(1)

被引用次数:10次

参考文献(28条)

1.李伟.孙建中.周其云适于酶包埋的高分子载体材料研究进展[期刊论文]-功能高分子学报 2001(03)

2.Wilhelm Tischer.Frank Wedekind Immobilized enzyme:methods and applicatons 1999

3.Barbara.Krajewska Application of chitin-and chitosanbased materials for enzyme immobilizations:a review[外文期刊] 2004

4.Bullockc Immobilized enzymes 1995

5.Chaplin M F.Bucke C Enzyme technology 1990

6.Wiseman A Designer enzyme and cell applications in industry and in environment monitoring 1993

7.Pskin A K Therapeutic potential of immobilized enzymes 1993

8.Paul W.Sharma C P Chitosan,a drug carrier for the 21st century:a review 2000

9.安小宁.苏致兴高磁性壳聚糖微粒的制备与应用[期刊论文]-兰州大学学报(自然科学版) 2001(02)

10.Chiou Shaohua Immobilization of candida rugosa lipase on chitosan with activation of the hydroxgl groups 2004(02)

11.王斌.谢苗.曾竞华磁性壳聚糖微球固定化褐藻酸酶的研究学[期刊论文]-中国水产科学 2004(03)

12.袁春桃.蒋先明壳聚糖-g-丙烯腈固定化木瓜蛋白酶的研究[期刊论文]-应用化学 2002(09)

13.Prashanth S J.Mulimani V H Soymilk oligosaccharide hydrolysis by Aspergillus oryzae galactosidase immobilized in calcium alginate[外文期刊] 2005(3-4)

14.Patel S Stabilization of a haloophilic α-amlyase by callium alginate immobilization 1996(02)

15.Ding Liang.Yao Zihua Synthesis of macroporous polmer carrier and immobilization of papain

2003(06)

16.Li Songjun Use of chemically modified PMMA microspheres for enzyme immobilization 2004(1-3)

17.Cao Linqiu Immobilized enzyme:scence or art? 2005

18.薛屏.卢冠忠.郭杨龙青霉素酰化酶在含铁MCM-41介孔分子筛上的固定化研究[期刊论文]-化学通报(印刷版) 2003(10)

19.Han Yongjin.Jordan T Watson.Galen D Catalytic activity of mesoporous silicate-immobilized chloroperoxidase[外文期刊] 2002

20.Zhang Xin.Guan Ren feng.Wu Dan qi Enzyme immobilization on amino-fuctionalized mesostructrued cellular foam surfaces,characterization and catalytic properties[外文期刊] 2005

21.谢钢.张秋禹.李铁虎磁性高分子微球[期刊论文]-高分子通报 2001(0q)

22.邱广明.孙宗华磁性高分子微球共价结合中性蛋白酶 1995(03)

23.Han Lei.Wang Wei The preparation and catalytically active characterization of papain immobilized

on magnetic comppsite microspheres[外文期刊] 2004(01)

24.张和鹏.张秋禹.谢钢磁性复合微球制备方法[期刊论文]-化学通报(印刷版) 2005

25.Wang Y.Teng X W Solvent-free atom transfer radical polymerization in the synthesis of Fe2

O3/polystyrene coreshell nanoparticles[外文期刊] 2003(06)

26.Vetal C R Atom transfer radical polymerization synthesis and magnetic characterization of

MnFe2O4/polystyrenr core/shell nanoparticles 2002

27.Cieck H.Tuncel A Immobilizaiton of alpha-chymotrypsin in thermmally reversible isopropylacrylamide hydroxyethylmethacrylate copolymer gel[外文期刊] 1998(04)

28.Suye S.Isnigaki A Immobilization of glucose oxidase in poly(L-lysine)-modified polycarbonate membrane[外文期刊] 1998(03)

引证文献(10条)

1.袁定重.张秋禹.金凤.张力.焉红陵.郭飞鸽载钯高分子载体材料的最新研究进展[期刊论文]-材料科学与工程学报 2009(2)

2.张庆坤.LEI Ji.付亚敏.FAN Yang.刘刚黑曲霉果胶酯酶固定化前后酶学性质比较研究[期刊论文]-食品工业科技 2008(7)

3.张慧固定化酶在食品工业中的应用研究[期刊论文]-安徽农学通报 2008(16)

4.廖晓燕.程江.皮丕辉.文秀芳.杨卓如.海景可降解高分子生物膜载体的研究进展[期刊论文]-材料导报 2008(4)

5.钟方旭.张弦.李春美多孔壳聚糖微球固定化碱性蛋白酶的研究[期刊论文]-食品科技 2008(3)

6.朱琰.张丽魔芋葡甘聚糖在固定化领域里的应用[期刊论文]-生物技术 2007(6)

7.左鹏.于少明.杨杰茹.章璟嵩.张迟辣根过氧化物酶固定化载体材料的研究进展[期刊论文]-材料导报 2007(11)

8.李黎.马力.李鹤磁性微球研究进展及其在固定化酶中的应用[期刊论文]-现代食品科技 2007(11)

9.姚晓玲.库汉生.宋卫江不同载体固定化胰蛋白酶酶学特性的研究[期刊论文]-生物技术 2007(3)

10.徐燕纳米生物反应器的构筑及其反应动力学的研究[学位论文]硕士 2006

本文链接:https://www.360docs.net/doc/2715367598.html,/Periodical_cldb200601018.aspx

酶固定化技术及其应用

酶固定化技术及其应用 摘要: 酶因其优良的催化性能而被广泛应用,但游离酶应用过程中有许多缺点,固定 化酶技术因此而产生,并且迅速发展。本文主要介绍传统的固定化酶技术、新 型固定化酶技术、新型载体材料及固定化酶技术的应用。 关键词:酶固定化;载体;应用 The enzyme is widely applied because of its fine catalyzed performance, but in the dissociation enzyme application process has many shortcomings, the fossilization enzyme technology therefore produces, and develops rapidly. This article main introduction traditional fossilization enzyme technology, new fossilization enzyme technology, new carrier material and fossilization enzyme technology application. 一、前言 酶的本质是一类具有催化功能的蛋白质,与化学催化剂相比具有反应速度快、反应条件温和、底物专一性强,可在水溶液和中性pH 下操作等优点。但其 高级结构对环境十分敏感,物理因素、化学因素和生物因素均可使没丧失活力。 而且,随着反应过程的进行,反应速率会下降。此外,游离酶在反应液中和产 物在一起,反应后酶不能回收重复利用,也使得产物的分离纯化更为复杂。以 上的这些因素使得酶在工业中的应用受到了极大的限制,找到解决这些问题得 方法十分迫切。 可喜的是,经过专家学者的不断努力,发现将酶用特殊的载体固定,酶仍能与底物有效的进行反应。这中酶的出现,使得酶与产物在反应液中相互分离,具有可回收、重复利用等优点,从而使生产工艺可以实现连续化、自动化。 酶的固定化是指将酶限制或固定在某一局部空间或特定的固体载体上进行其特有的催化反应,并可回收及重复利用的技术,在催化反应中以固相状态作 用于底物。近年来,固定化酶的研究得到了人们极大的关注,并取得了许多重 要成果。下面以酶的固定化方法为核心,介绍一些有关酶固定化技术的应用及研 究新进展。 二、传统酶固定化技术

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固定化酶载体材料的最新研究进展 作者:袁定重, 张秋禹, 侯振宇, 李丹, 张军平, 张和鹏, YUAN Dingzhong, ZHANG Qiuyu , HOU Zhenyu, LI Dan, ZHANG Heping, ZHANG Junping 作者单位:西北工业大学理学院应用化学系,西安,710072 刊名: 材料导报 英文刊名:MATERIALS REVIEW 年,卷(期):2006,20(1) 被引用次数:10次 参考文献(28条) 1.李伟.孙建中.周其云适于酶包埋的高分子载体材料研究进展[期刊论文]-功能高分子学报 2001(03) 2.Wilhelm Tischer.Frank Wedekind Immobilized enzyme:methods and applicatons 1999 3.Barbara.Krajewska Application of chitin-and chitosanbased materials for enzyme immobilizations:a review[外文期刊] 2004 4.Bullockc Immobilized enzymes 1995 5.Chaplin M F.Bucke C Enzyme technology 1990 6.Wiseman A Designer enzyme and cell applications in industry and in environment monitoring 1993 7.Pskin A K Therapeutic potential of immobilized enzymes 1993 8.Paul W.Sharma C P Chitosan,a drug carrier for the 21st century:a review 2000 9.安小宁.苏致兴高磁性壳聚糖微粒的制备与应用[期刊论文]-兰州大学学报(自然科学版) 2001(02) 10.Chiou Shaohua Immobilization of candida rugosa lipase on chitosan with activation of the hydroxgl groups 2004(02) 11.王斌.谢苗.曾竞华磁性壳聚糖微球固定化褐藻酸酶的研究学[期刊论文]-中国水产科学 2004(03) 12.袁春桃.蒋先明壳聚糖-g-丙烯腈固定化木瓜蛋白酶的研究[期刊论文]-应用化学 2002(09) 13.Prashanth S J.Mulimani V H Soymilk oligosaccharide hydrolysis by Aspergillus oryzae galactosidase immobilized in calcium alginate[外文期刊] 2005(3-4) 14.Patel S Stabilization of a haloophilic α-amlyase by callium alginate immobilization 1996(02) 15.Ding Liang.Yao Zihua Synthesis of macroporous polmer carrier and immobilization of papain 2003(06) 16.Li Songjun Use of chemically modified PMMA microspheres for enzyme immobilization 2004(1-3) 17.Cao Linqiu Immobilized enzyme:scence or art? 2005 18.薛屏.卢冠忠.郭杨龙青霉素酰化酶在含铁MCM-41介孔分子筛上的固定化研究[期刊论文]-化学通报(印刷版) 2003(10) 19.Han Yongjin.Jordan T Watson.Galen D Catalytic activity of mesoporous silicate-immobilized chloroperoxidase[外文期刊] 2002 20.Zhang Xin.Guan Ren feng.Wu Dan qi Enzyme immobilization on amino-fuctionalized mesostructrued cellular foam surfaces,characterization and catalytic properties[外文期刊] 2005 21.谢钢.张秋禹.李铁虎磁性高分子微球[期刊论文]-高分子通报 2001(0q) 22.邱广明.孙宗华磁性高分子微球共价结合中性蛋白酶 1995(03) 23.Han Lei.Wang Wei The preparation and catalytically active characterization of papain immobilized

酶固定化方法及载体特性

酶固定化一般方法及载体特性 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(immobilized enzyme)这个术语是在1971 年酶工程会议上被推荐使用的。随着固定化技术的发展,出现固定化菌体。1973年,日本首次在工业上应用固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨酸酶,由反丁烯二酸连续生产L-天门冬氨酸。固定化酶技术为这些问题的解决提供了有效的手段,从而成为酶工程领域中最为活跃的研究方向之一。 1酶固定化的传统方法 关键在于选择适当的固定化方法和必要的载体以及稳定性研究、改进,酶载体推荐创科催化酶载体树脂。 1.1 吸附法 吸附法是利用物理吸附法,将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等载体上的固定方式。显著特点是:工艺简便及条件温和,包括无机、有机高分子材料,吸附过程可同时达到纯化和固定化;酶失活后可重新活化,载体也可再生。但要求载体的比表面积要求较大,有活泼的表面。 1.2包埋法 包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子结构或微囊结构等多空载体中,而底物仍能渗入格子或微囊内与酶相接触。这个方法比较简便,酶分子仅仅是被包埋起来,生物活性被破坏的程度低,但此法对大分子底物不适用。 1)网格型 将酶或包埋在凝胶细微网格中,制成一定形状的固定化酶,称为网格型包埋法。也称为凝胶包埋法。 2)微囊型 把酶包埋在由高分子聚合物制成的小球内,制成固定化酶。由于形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米,所以也称为微囊化法。

固定化酶的研究进展

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。但是,固定化酶也有其不足之处,如固定化时,酶活力有损失;增加了固定化的成本,工厂开始投资大;只能用于水溶性底物,而且较适用于小分子。 三固定化酶固定化方法[3] [4] 由于所固定的酶或细胞的不同,或者固定的目的及固定用的载体的不同,使固定化方法大相径庭。根据固定的一般机理,可将之分为如下几种方法。酶的固定化方法有:

酶的固定化技术及其应用

酶工程课程论文 题目:酶的固定化技术及其应用 学院:食品学院 专业:食品科学与工程 班级:食品101(35) 2012-11-21

酶的固定化技术及其应用 摘要:酶的固定化技术是酶工程研究领域的一项重点和热点技术之一,酶的固定化技术可以显著提高酶的利用率,降低酶生产的成本。本文主要研究酶的固定化技术,酶固定化的优缺点,以及在食品,医药,环境中的应用。并对其研究的前景进行了简洁的预测。 关键字:酶固定化技术应用 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。因此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。 固定化酶,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。与传统的酶相比,固定化酶具有游离酶所不可比拟的优点.同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次地使用;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;稳定性显著提高;可长期使用,并可预测衰变的速度;提供了研究酶动力学的良好模型等一系列的优点。 用于固定化的酶,起初都是采用经提取和分离纯化后的酶,随着固定化技术的发展,也可采用含酶细胞或 细胞碎片进行固定化,直接应用细胞或细胞碎片中的酶或酶系进行催化反应.由于微生物细胞可直接作为酶源,所以逐渐产生了固定化细胞技术. 固定化细胞的优点是: (1)省去了酶分离纯化的时间和费用; (2)可进行多酶反应; (3)保持了酶的原始状态,从而增加了酶的稳定性. 但固定化细胞与固定化酶相比,也存在一些不足 之处: (1)因为产生副反应和所需生化产物的进一步代 谢,使固定化完整细胞生产的产物纯度可能比固定化酶低; (2)细胞使用相当长的时间后,常常会发生自溶,尤 其是在细胞有可能进行增殖时,细胞的漏出就特别 明显: (3)单位体积反应器内固定化细胞的活性总是比相 应的固定化酶活性低.

酶的固定化方法的研究进展

l竖!壁塑翌苎垫!!竺篁!塑!篁箜!!!塑!:兰!旦旦旦垦二竺垒燮鱼!里!呈型!里壁!里!型旦塑鱼!垫!!塑:!!里!:!!!! 酶的固定化方法的研究进展 徐莉?,侯红萍2 (1.山西农业大学食品科学与工程学院,山西太谷030801;2.山西农业大学食品科学与工程学院,山西太谷030801) 摘要:固定化酶是酶工程的核心,利于实现酶的重复利用及产物与酶的分离。介绍了几种常用的固定化酶的方 法,如吸附法、包埋法、交联法和共价结合法,以及近几年研究的一些新型的固定化技术,如交联酶聚集体、定向固定 和共固定技术。 关键词:酶;固定化;研究近展 中图分类号:QSl4;Q55文献标识码:B文章编号:1001—9286(2010)01—0086—04 ResearchProgressintheImmobilizationofEnzymes ,xuLilandHOUHong—ping (1.FoodScience&EngineeringCollegeofShanxiAgriculturalUniversity,Taigu,Shanxi030801,China) Abstract:Immobilizedenzymeisthecoreine/izymeengineeringanditishelpfulforthel℃useofenzymeandtheseparationofproductsanden- zyme.Illthispaper,severalcommonly-usedimmobilizationmethodsofenzymewei'eintroducedincludingabsorptionmethod.embeddingmethod,cross-linkingmethodandcovalentbindingmethod.Besides,somenewly-developedimmobilizationmethodsinrecentyearssuchascross-linkedenzymeaggregates.orientationfixedandtotalfixationtechnique、^,erealsointroduced. Keywords:enzyme;immobilization;researchprogress 酶是一类具有催化功能的蛋白质,与化学催化剂相比具有反应速度快、反应条件温和、底物专一性强,可在水溶液和中性pH下操作等优点,但同时也存在一些不足,如酶一旦从细胞中分离出来,其活性会迅速下降,由于酶是溶于水的,在水溶液中进行反应,会导致酶和底物、产物从水中分离的困难,不利于循环使用【ll。 然而,固定化技术的出现彻底解决了这些问题,不仅提高了酶的活性,而且还实现了酶的可重复使用性。近年来,固定化酶的研究得到了人们极大的关注,并取得了许多重要成果。下面以酶的固定化方法为核心,介绍一些有关固定化技术的研究新进展。 1吸附法 利用多种固体吸附剂将酶或含酶细胞吸附在其表面上而使酶固定的方法。该方法最显著的优点是操作简便,条件温和,不会引起酶的变异失活,且载体价廉易得,可反复使用。但酶与载体结合不牢,极易脱落,所以它的使用受到一定的限制[21。因此,人们不断尝试使用新的载体来解决这易脱落的问题。 通常,吸附法分为物理吸附法和离子吸附法。1.1物理吸附法 酶被载体吸附而固定的方法称为物理吸附法。从载体对酶的适应性来看,这个方法效果是好的,酶蛋白的活性中心不易受破坏,酶的高级结构变化也不明显,但其缺点是酶与载体的相互作用较弱,被吸附的酶极易从载体表面上脱落下来,不能获得较高活力的固定化酶[3】。该方法常用的载体有活性炭、多孔陶瓷、纤维素及其衍生物、甲壳素及其衍生物等。 纵伟、刘艳芳等(2008)以磁性壳聚糖微球作为新型载体,并采用物理吸附法固定化脂肪酶,对影响固定化的各种因素进行考察,确定了最优条件,同时比较了游离酶和固定化酶的pH值和热稳定性。结果表明,固定化的适宜条件为:加酶量600U/g,温度5℃,pH7.0,固定化时间2h。固定化酶的pH值和热稳定性都优于游离酶,固定化酶连续使用5次后,其相对酶活仍为使用前的57.8%,具有较好的操作稳定性问。 近年来,随着介孔分子筛制备技术的日臻成熟,人们正在考虑用其担当固定化酶的载体。与其他材料相比,介孔分子筛规则的孔道、大的比表面积、极强的吸附性能、稳定的结构等特点,使其具有担当固定化酶载体得天独 收稿日期:2009一10—12 作者简介:徐莉(1984一),女,山西省孝义市,在读硕士研究生,研究方向:食品微生物与食品发酵。 通讯作者:侯红萍,女,教授,硕士生导师,主要从事食品发酵及生物工程等方面的教学与科研工作。主持、参加基金项目与科研项目多项。万方数据

酶固定化技术研究进展

酶固定化技术研究进展 选题说明 酶作为一种生物催化剂,具有高催化效率,高选择性,催化反应条件温和,清洁无污染等特点,其卓越的催化效能,令普通无机催化剂难以望其项背,因此酶的工业化使用一直是广受社会关注的课题,但天然酶稳定性差、易失活、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。此外,分离和提纯酶以及其一次性使用也大大增加了其作为催化剂的成本,严重限制了酶的工业推广。在此条件下,固定化酶的概念和技术得以提出和发展,并成为近些年酶工程研究的重点。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,并可回收及重复使用的一类技术。通过固定化,可以解决天然酶的局限性,实现酶的广泛运用。 基于对于酶的工业化使用和固定化酶的兴趣,我通过互联网和数据库信息检索的方式对酶的固定化技术发展状况进行了初步探索,并对目前的研究成果进行了简要的概括。希望能使大家对这一领域有所认识。 检索过程说明 1,检索工具和数据库 1.1,百度搜索引擎 1.2,Google搜索引擎 1.3,中国期刊全文数据库 1.4,万方数据系统 1.5,重庆维普中文科技期刊数据库 2,检索过程简述

首先,我选择了使用百度和Google搜索引擎进行关键词检索,都得到了浩繁的搜索结果,所的信息主要是百科简介和企业广告信息,介绍较为浅显陈旧,可利用性较差,但可以用于简单的信息了解,在搜素过程中,尝试使用了布尔检索规则如“固定化酶and应用”、高级检索和结果中检索的检索方式,以减小数据量。也尝试了Google学术搜索,得到了很多有用信息。运用维普中文科技期刊数据库搜素“题名或关键词”为“固定化酶”的相关资料得到655条,搜素“题名或关键词”为“固定化酶应用”的相关资料得到72条,检索关键词搜素“题名或关键词”为“固定化酶研究”的相关资料得到4条. 万方数据系统搜索主题词"固定化酶",得到相关资料1024条,搜索“固定化酶技术应用”得到相关资料23条.。中国期刊全文数据库中检索“固定化酶技术”得到相关资料2604条,搜索“固定化酶技术应用”得到相关资料742条 关键词 酶固定化载体制备研究应用 酶固定化技术研究进展 提要: 固定化酶有许多优点,尤其是稳定性和可重复使用性使其在许多领域得到广泛应用。固定化酶技术是一门交叉学科技术。目前已得到长足的发展。本文重点介绍了固定化酶制备的传统方法和近些年出现的一些新方法,同时对酶在一些性能优良的栽体上的固定进行了综述。 正文: 一,传统的酶固定化方法

最新固定化酶制备及应用的研究进展

固定化酶制备及应用的研究进展

固定化酶制备及应用的研究进展摘要:本文主要从分析酶单独应用中的不足、酶的固定化载体、固定化方法等方面介绍了固定化酶制备中的研究进展情况,并且从医药、食品、环保、化学工业、能源等方面其在其中的新应用出发,对固定化酶在新领域中的应用作了综述,给固定化酶研究的发展前景进行了展望,并且指出了今后酶固定化研究的主要方向是多酶的固定化及制备高活性、高负载、高稳定性的固定化酶。 关键字:酶;酶的固定化;载体;酶固定化应用领域 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(immobilized enzyme)这个术语是在1971 年酶工程会议上被推荐使用的。随着固定化技术的发展,出现固定化菌体。1973年,日本首次在工业上应用固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨酸酶,由反丁烯二酸连续生产L-天门冬氨酸。固定化酶技术为这些问题的解决提供了有效的手段,从而成为酶工程领域中最为活跃的研究方向之一。本文将从酶生

物催化剂固定化载体、固定化方法和技术及固定化酶的应用等几个方面出发,归纳和综述这些方面近年来的研究进展。 1酶固定化的传统方法 关键在于选择适当的固定化方法和必要的载体以及稳定性研究、改进。 1.1 吸附法 吸附法是利用物理吸附法,将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等载体上的固定方式。显著特点是:工艺简便及条件温和,包括无机、有机高分子材料,吸附过程可同时达到纯化和固定化;酶失活后可重新活化,载体也可再生。但要求载体的比表面积要求较大,有活泼的表面。 1.2包埋法 包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子结构或微囊结构等多空载体中,而底物仍能渗入格子或微囊内与酶相接触。这个方法比较简便,酶分子仅仅是被包埋起来,生物活性被破坏的程度低,但此法对大分子底物不适用。 1)网格型 将酶或包埋在凝胶细微网格中,制成一定形状的固定化酶,称为网格型包埋法。也称为凝胶包埋法。 2)微囊型 把酶包埋在由高分子聚合物制成的小球内,制成固定化酶。由于形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米,所以也称为微囊化法。

2017-2018学年人教版高中生物选修一专题4 酶的研究与应用 课题3 酵母细胞的固定化 Word版含答案

课题3酵母细胞的固定化 1.概念 利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。 2.方法 (1)包埋法:多适于细胞的固定化; (2) }化学结合法物理吸附法多适于酶的固定化。 3.载体 包埋法固定化细胞常用的是不溶于水的多孔性载体材料,如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。 4.优点 (1)固定化酶既能与反应物接触,又能与产物分离,可以反复利用。 (2)固定化细胞技术制备的成本低,操作容易。 5.实例——高果糖浆的生产 (1)原理:葡萄糖―――――→葡萄糖异构酶果糖。 (2)生产过程: ①将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入。 ②使葡萄糖溶液流过反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触。 ③转化成的果糖,从反应柱的下端流出。 1.固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法,而 固定化细胞则常采用包埋法。 2.制备固定化酵母细胞的基本步骤是:酵母细胞 的活化―→配制CaCl 2溶液―→配制海藻酸钠溶 液―→海藻酸钠与酵母细胞混合―→固定化酵 母细胞。 3.配制海藻酸钠溶液浓度过高,则难以形成凝胶 珠;若浓度过低,则固定的酵母细胞少,影响 实验效果。 4.配制海藻酸钠溶液应小火加热或间断加热。 5.固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重 复利用,降低了成本,又提高了产品质量。

(3)反应柱:酶固定在一种颗粒状的载体上,再将其装入反应柱内,柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔,而反应溶液却可以自由通过。 (4)优点:反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。 1.酶能加快化学反应速率,但溶液中的酶难以回收,不能利用。要想既降低生产成本,又不影响产品质量,该如何解决这一问题? 提示:将酶固定于不溶于水的载体上,使酶既能与反应物接触,又能与反应物分离,还可重复利用。 2.固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法?为什么? 提示:固定化酶常用化学结合法或物理吸附法。因酶分子小,易从包埋材料中漏出,故一般不用包埋法进行固定。固定化细胞常用包埋法,因个大的细胞难以被吸附或结合。 3.从操作角度来考虑,你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易?哪一种方法对酶活性的影响更小? 提示:固定化细胞技术。固定化细胞技术。 4.固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶?如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应,应该选择哪种方法? 提示:一系列酶;固定化细胞技术。 5.如果反应物是大分子物质,又应该采用哪种方法?为什么? 提示:固定化酶技术。因为大分子物质不容易进入细胞内,如果采用固定化细胞技术会使反应效率下降。 [跟随名师·解疑难] 直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较

酶的固定化

酶的固定化 固定化酶是酶工程的核心,利于实现酶的重复利用及产物与酶的分离。下面以酶的固定化方法为核心,介绍一些有关固定化技术的研究新进展。 1 吸附法 利用多种固体吸附剂将酶或含酶细胞吸附在其表面上而使酶固定方法。该方法最显著的优点是操作简便,条件温和,不会引起酶的变异失活,且载体价廉易得,可反复使用。但酶与载体结合不牢,极易脱落,所以它的使用受到一定的限制。因此,人们不断尝试使用新的载体来解决这易脱落的问题。 通常,吸附法分为物理吸附法和离子吸附法。 酶被载体吸附而固定的方法称为物理吸附法。从载体对酶的适应性来看,这个方法效果是好的,酶蛋白的活性中心不易受破坏,酶的高级结构变化也不明显,但其缺点是酶与载体的相互作用较弱,被吸附的酶极易从载体表面上脱落下来,不能获得较高活力的固定化酶。该方法常用的载体有活性炭、多孔陶瓷、纤维素及其衍生物、甲壳素及其衍生物等。纵伟、刘艳芳等(2008)以磁性壳聚糖微球作为新型载体,并采用物理吸附法固定化脂肪酶,对影响固定化的各种因素进行考察,确定了最优条件,同时比较了游离酶和固定化酶的pH值和热稳定性。结果表明,固定化的适宜条件为:加酶量600 U/g,温度5℃,pH 7.0,固定化时问2 h。固定化酶的pH值和热稳定性都优于游离酶,

固定化酶连续使用5次后,其相对酶活仍为使用前的57.8%,具有较好的操作稳定性。近年来,随着介孔分子筛制备技术的日臻成熟,人们正在考虑用其担当固定化酶的载体。与其他材料相比,介孔分子筛规则的孔道、大的比表面积、极强的吸附性能、稳定的结构等特点,使其具有担当固定化酶载体得天独厚的优势。 王炎等(2008)以介孔分子筛MCM一41作为载体,采用物理吸附法对漆酶进行了固定化,考察了时间、pH和给酶量对固定化效果的影响,并对固定化酶的活性及其稳定性进行了研究,讨论了影响固定化过程和固定化酶性质的主要原因。结果显示,在pH为3.0时,酶和载体比例为62.5 mg/g时吸附12 h固定化效果最好,固定化酶活性回收率为50%。与游离漆酶相比,MCM一41固定化漆酶的最适反应pH略有升高,最适温度没有变化,其pH稳定性和热稳定性都显著优于游离漆酶。固定化漆酶具有可重复操作的性质,与底物反应反复操作1O批次后剩余活性为4O%。 将酶与含有离子交换基团的水不溶性载体以静电作用力相结合 的固定化方法。该方法的处理条件温和,且酶的高级结构和活性中心的氨基酸很少发生变化,因而可以得到较高活性的固定化酶。采用此法固定的酶有葡萄糖异构酶、糖化酶、淀粉酶、纤维素酶等。陈姗姗等(2008)以阴离子交换树脂为载体、戊二醛为交联剂,对果胶酶进行固定化分析,探讨了温度、pH值、时间、加酶量、戊二醛浓度、交联温度、交联时问对果胶酶固定化效果的影响,同时对固定化果胶酶的酶学特性进行研究。研究结果表明,果胶酶的最佳固定化条件为:温

固定化酶技术与应用

固定化酶技术与应用 姓名:高强 专业:生物科学 学号:2004083011 日期:2013年5月

固定化酶技术及应用 摘要:近年来由于固定化酶技术的发展,对固定化酶载体的研究非常活跃。本文对固定化酶载体,固定化酶的应用生产,酶传感器,固定化细胞技术进行简单介绍。 关键词:固定化酶载体应用固定化细胞 引言 固定化技术的应用可追溯到20世纪50年代,最初是将水溶性酶与不溶性载体结合起来,成为不溶于水的酶的衍生物。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。所谓固定化酶,即在一定空间内呈闭锁状态存在的酶,能连续地进行反应,反应后的酶可以回收重复使用。固定化酶属于修饰酶,其具有以下优点:1极易将固定化酶与底物,产物分开;2可以在较长时间内进行反复分批反应和装柱连续反应;3在大多数情况下,能够提高酶的稳定性;4反应过程能够加以严格控制;5产物溶液中没有酶的残留,简化了提纯工艺;6较游离酶更适合于多酶反应;7可以增加产物的收率,提高产物的质量;8酶的使用效率提高,成本降低。鉴于固定化酶的优点,本文从固定化酶载体的研究进展,固定化酶的应用,固定化酶的生产,在食品加工中的使用,固定化细胞技术等方面进行介绍。 固定化酶载体研究进展 载体材料的选择是决定酶能否成功固定化以及固定化酶活力高低的重要因素。酶蛋白的活性中心是酶催化活性所必需的,酶蛋白的空间结构也与酶活力密切相关,因而.在固定化的过程中,必须注意酶活性中心的氨基酸残基不受到载体的影响.而且要避免酶蛋白高级结构的破坏[1]。 甲壳素及壳聚糖作为载体的固定化方法报道较多的有吸附法、通过双功能试剂交联的共价结合法。目前,使用较多的是用戊二醛作交联剂的共价结合法。载体的形态有片状、球状、膜状、无定形等。1982年.John Wiley 利用甲壳素、壳聚糖的吸附作用固定化胰蛋白酶,把甲壳素、壳聚糖固态混合研磨40h,加入粉末状胰蛋白酶混合研磨进行固定化,另一对照样加入酶液进行固定化。结果表明胰蛋白酶以粉末状进行固定化时效果更好,且研磨时间越长,固定化效果越好。得出结论:甲壳素、壳聚糖表面积的增加有利于胰蛋白酶的固定化溶液酶在数天内几乎失去全部活力,而固定化酶在室温或高于室温的条件下仍保持其活力。 纳米粒子作为酶固定化的载体,当其具有磁性时,制备的固定化酶易从反应体系中分离和回收,操作简便;并且利用外部磁场可以控制磁性材料固定化酶的运动方式和方向,替代传统的机械搅拌方式,提高固定化酶的催化效率。在众多纳米材料中,氧化铁因其在磁性、催化等多方面的良好特性而备受瞩目[2]。 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]。酶经过微胶囊固化后,还使酶具有如下的优点:①提高了酶的稳定性,使其可以在恶劣的条件下存活。微胶囊囊壁可将对酶活性和稳定性有影响的抑制因子、有害因子等排除在外,同时还可与一定量的稳定剂、整合剂等一起包埋,进一步增加其耐极端条件的能力;②通过选择合适的胶囊,可控制酶的释放时间。这对于多阶段加工过程中酶的活力要在后一阶段发挥的情况

纳米材料固定化酶的研究进展_高启禹

?综述与专论? 2013年第6期 生物技术通报 BIOTECHNOLOGY BULLETIN 酶的固定化方法和技术研究是酶工程研究的重点之一,其核心是如何将游离的酶通过一定的方式与水不溶性的载体相结合,同时保持酶的催化活性和催化特性。固定化酶的概念自1953年由德国科学家Gubhofen [1]提出以来,先后经过了实验室研发到工业化生产的重大转折,并建立了传统的固定化酶的基本方法,如包埋法、交联法、吸附法和共价结合法[2]。近年来,随着结构生物学、蛋白质工程及材料科学的不断发展,在酶的固定中出现了一些新型载体和新型技术,从而使酶在负载能力、酶活力和稳定性等方面获得了极大提高,且降低了酶在工农业应用中的催化成本。这些载体和技术包括交联酶聚集体、“点击”化学技术、多孔支持物和最近的以纳米粒子为基础的酶的固定化[3]。纳米材料作为 收稿日期:2012-11-27基金项目:河南省科技厅科技攻关项目(112102210299),河南省教育厅自然研究计划项目(2011A180026)作者简介:高启禹,男,硕士,讲师,研究方向:酶与酶工程;E -mail :gaog345@https://www.360docs.net/doc/2715367598.html, 纳米材料固定化酶的研究进展 高启禹1 徐光翠2 陈红丽1 周晨妍1 (1.新乡医学院生命科学技术学院 河南省遗传性疾病与分子靶向药物重点实验室培育基地,新乡 453003; 2.新乡医学院公共卫生学院,新乡 453003) 摘 要: 纳米材料在蛋白酶及核酶的固定化研究领域进展迅速,主要包括各种磁性纳米载体及非磁性纳米载体。目前在固定化纳米载体的特性、固定化方法及固定化效果上已进行了广泛探讨。综述以纳米载体的研究现状为基础,分析纳米载体固定化酶的应用前景及纳米载体固定对酶学性质的影响,并对该技术的研究进行介绍和展望。 关键词: 纳米材料 固定化酶 磁性载体 非磁性载体 核酶 Research Progress of Nanoparticles for Immobilized Enzymes Gao Qiyu 1 Xu Guangcui 2 Chen Hongli 1 Zhou Chenyan 1 (1. College of Life Science and Technology ,Xinxiang Medical University ,Henan Key Laboratory of Hereditary Disease and Molecular Target Drug Therapy (Cultivating Base ),Xinxiang 453003;2. College of Public Health ,Xinxiang Medical University ,Xinxiang 453003) Abstract: Immobilization of protease and ribozyme by nanometer carrier are researched as a more useful means, including of the magnetic nanoparticle and nonmagnetic nanoparticles. Currently, the types of immobilized carrier and methods and results of nanoparticles are discussed. In this paper, we describe the current application of immobilized enzyme by nanocarrier, the effect of nanoparticles matrix to enzymatic properties and the prospect of application for the above mentioned technology were introduced, and the direction of the development of nanoparticles immobilization of enzyme was analyzed. Key words: Nanoparticle cartie Immobilized enzymes Magnetic nanoparticles Non magnetic nanoparticles Ribozyme 酶固定化的新型载体,能够体现良好的生物相容性、较大的比表面积、较小的颗粒直径、较小的扩散限制、有效提高载酶量及在溶液中能稳定存在等优点[4]。固定化的微粒状态根据纳米材料物理形态的差异性可分为纳米粒(包括纳米球、纳米囊)、纳米纤维(包括纳米管、纳米线)、纳米膜及纳米块等。目前,用于酶固定化的纳米形态以纳米粒(Nanoparticles,Nps)最为常见,纳米粒通常指粒子尺寸在1-1 000 nm 范围内的球状或囊状结构的粒子。而用于酶固定的纳米载体材料有磁性纳米载体、非磁性纳米载体等[5]。但是,在进行相关固定化设计时,仍然需严格遵循固定化酶的主要任务,即一方面要满足应用上的催化要求;另一方面又要满足在调节控制及分离上的非催化要求。

固定化酶在现代工业中的应用

固定化酶在现代工业中的应用姓名:胡艳芬学号:2008132106 指导教师:张孟 摘要酶是一类有催化功能的蛋白质,具有反应条件温和, 底物专一性强, 可在水溶液和中性pH 下操作等优点。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。本文简要介绍了固定化酶的概念、制备方法及其在生物、医药、环境保护等方面的广泛应用。重点介绍一些固定化酶在现代工业中的应用,并对其应用前景进行了展望。 关键词固定化酶制备工业应用前景 酶是一类由活细胞产生的具有生物催化功能的分子量适中的蛋白质,具有极高的催化效率、高度的特异性及控制的灵敏性。大多数酶是水溶性的。由于酶催化反应具有底物专一性、催化高效性、反应条件温和等优点,符合绿色化学的要求,从而被大家高度重视,已在许多领域得到广泛的应用[1]。酶的最大缺点是其不稳定性,在酸、碱、热及有机溶剂中易发生变性,活性降低或丧失;而且酶反应后,会在溶液中残留,造成酶反应难以连续化、自动化,同时也不利于终产品的分离提纯,这些都大大阻碍了酶工业的发展,所以有必要采取酶工程技术改善这些缺点。酶工程技术措施较多,其中酶的固定化技术是重要举措之一。酶的固定化是用人工方法把从生物体内提取出来的酶固定在特定的载体上或使酶与酶相交联,酶被限定在一定区域内,但仍保持原有高效、专一、条件温和的催化功能[2]。 已固定化的酶像化学反应所用的固体催化剂那样, 既能发挥它们的催化特性, 又能回收, 并能多次反复使用, 使整个生产工艺可以连续化、自动化。近年来, 国内外科技工作者在固定化酶在工业生产中的应用做了大量研究,并得到了广泛的发展,本文将对这些成就做具体介绍。 1 固定化酶的概念 1916 年Nelson 和Griffin最先发现了酶的固定化现象后, 科学家就开始了固定化酶的研究工作。1969 年日本一家制药公司第1 次将固定化的酰化氨基酸水解酶用来从混合氨基酸中生产L-氨基酸, 开辟了固定化酶工业化应用的新纪元。酶的固定化是用人工方法把从生物体内提取出来的酶固定在特定的载体上或使酶与酶相交联,酶被限定在一定区域内,但仍保持原有高效、专一、条件温和的催化功能。通常酶是游离的,而经过固定化以后,酶被束缚在一定区域内,因而这样的酶被称为固定化酶[ 3, 4 ]。

脂肪酶修饰研究进展

脂肪酶修饰研究进展 摘要 脂肪酶广泛应用于食品、化工和生物技术等领域,反应体系涉及溶剂体系和水相体系;为提高脂肪酶在反应中活性和稳定性,可采取多种方法对脂肪酶进行修饰。该文对脂肪酶修饰方法进行综述。 关键词脂肪酶酶修饰酶 脂肪酶(EC 3.1.1.3)能催化脂肪酸酯水解、醇解、酸解、酯交换及脂肪酸酯化反应,广泛应用于食品、化工、医药、纺织等领域;脂肪酶可应用于水相反应,亦可应用于非水相反应。脂肪酶系由生物细胞所分泌、以蛋白质为主要成分生物催化剂,具有选择性好、催化活性高、反应条件温和、环保无污染等特点。但天然脂肪酶在实际应用中仍存在一些问题,如游离酶与产物分离困难、游离酶不易回收重复利用、游离酶稳定性差等。为解决天然脂肪酶在实际应用中存在问题,研究者采用多种方法对其进行修饰,以改善其功能。 酶修饰化技术始于20世纪50年代,并很快应用于工业化生产。酶修饰目的有:定向修饰酶催化活性中心氨基酸残基,揭示酶活性中心构成及催化机理修饰与组成酶活性中心无关氨基酸侧链,改善酶的应用性能及酶原有催化功能或创造新功能;酶与其它物质(或化合物)通过非共价键相互作用,改善酶的表面特性或应用特性。根据修饰中酶与修饰分子间作用力不同,可将酶的修饰方法分为共价修饰和非共价修饰。 1 脂肪酶共价修饰 1.1 大分子修饰脂肪酶 很多大分子经活化可用以修饰脂肪酶,如聚乙二醇、葡聚糖、右旋糖苷、甲壳素和壳聚糖及其衍生物等。 聚乙二醇(PEG)是一种单功能聚合物,具有一系列不同分子量产品,其无毒副作用、无刺激性、无免疫原性,并具良好水溶性,与许多有机物组份呈良好相溶性。20 世纪70 年代后期,PEG 对蛋白质化学修饰已有很多报道。Abuchowski研究发现,经PEG修饰蛋白质作为药物比未修饰蛋白质有效许多。PEG主要通过改变蛋白分子侧链基团或分子中主链结构对脂肪酶进行修饰,按PEG 修饰基团不同可将之分为氨基修饰、巯基修饰、羧基修饰等。但PEG用于脂肪酶化学修饰必须活化,因此PEG修饰一般可分为两步:首先,将PEG 予以活化处理,使其连接一个活性基团,以便其与酶蛋白分子某些功能基团结合,然后将经活化PEG与酶进行共价结合。目前,最常用活化剂有:氰尿酰氯(三聚氯氰)、三氟乙烷磺酰氯、氯甲酸–P–硝基苯酯、N–羟基琥珀酰亚胺等。其中三聚氯氰是一种常用活化剂,价格低廉、容易获得;但毒性较大,且有可能会影响酶活性。脂肪酶经活化PEG 修饰后,可提高其在有机溶剂中溶解性和稳定性;但酶活可能会有不同程度改变。用硝基苯基氯仿、氰尿酸氯化物活化的PEG修饰念珠菌属脂肪酶,修饰酶在异辛烷中稳定性和活力均提高许多。而用对硝基苯―氯甲酸酯活化PEG,再用此活化PEG 修饰C.rugosa 类VII脂肪酶(CRL),修饰虽降低酶活性,但提高酶稳定性。经PEG修饰后可提高酶在有机溶剂中稳定性和溶解性;但PEG修饰脂肪酶在存在少量水条件下才能在酯化反应和酰基交换反应体系中发挥其活力,同时少量水的存在可使反应逆向进行。 甲壳素是一种在自然界储量丰富天然多糖,对蛋白质呈有高亲和性,有许多反应基团,是一种具多功能基团高分子化合物,可发生多种反应。甲壳素部分水解脱乙酰基可得到壳聚糖。甲壳素、壳聚糖均存在氨基,能与酶蛋白共价结合,又能螯合金属离子,使金属离子不能抑制酶活性。脱酰壳聚糖也可通过戊二醛偶联到酶分子上。黄朋、Lee 等采用Fe3O4化学沉淀法合成一种磁性高分子微球,通过固定化修饰脂肪酶,可提高脂肪酶耐受性、酶使用次

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