酶和细胞的固定化课件.pptVIP

Chapter 5 Immobilized Enzyme and Cell 固定化酶和细胞 Contents of chapter 5 1、什么是固定化技术和固定化酶 2、固定化酶的研究历史 3、酶的固定化技术(重点) 4、固定化酶的特点（重点） 5、固定化酶的应用 6、细胞、原生质体的固定化 5.1 什么是固定化酶？ 5.1 什么是固定化酶？ 酶的固定化技术和固定化酶 5.1 什么是固定化酶？ 来源 固定化酶：经提取和分离纯化后的酶 固定化菌体(死细胞)：含酶菌体或菌体碎片 5.1 什么是固定化酶？ 特点 优点——不溶于水，易于与产物分离； 可反复使用； 可连续化生产； 稳定性好。 缺点——固定化过程中往往会引起酶的失活。 5.2 固定化酶的研究历史 5.2 固定化酶的研究历史 固定化酶 从50年代开始，聚氨基苯乙烯树脂载体，结合羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核糖核酸酶等； 60年代后期，固定化氨基酰化酶拆分DL-氨基酸连续生产L-氨基酸； 1971年，第一次国际酶工程学术会议上，确定固定化酶为Immobilized enzyme。 5.2 固定化酶的研究历史 固定化菌体 1973年，固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨酸酶。 固定化细胞 70年代后期，固定化酵母细胞、固定化枯草杆菌 固定化原生质体 1982年，生产谷氨酸 5.3 酶固定化技术 5.3 酶固定化技术 固定化酶操作的注意事项 活性中心——在制备固定化酶时，需要在非常严密的条件下进行。 功能基团——当这些功能基团位于酶的活性中心时，要求不参与酶的固定化结合。 酶的高级结构——操作应尽量在非常温和的条件下进行。 5.3 酶固定化技术 固定化酶遵循原则 （1）注意维持酶的催化活性及专一性。 （2）有利于生产自动化、连续化。 （3）应有最小的空间位阻。  （4）酶与载体必须结合牢固。  （5）应有最大的稳定性。  （6）成本要低，以利于工业使用。 5.3.1 吸附法 定义 利用各种固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上，而使酶固定化的方法。 吸附剂 活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶、羟基磷灰石 5.3.1 吸附法 特点 优点——操作简便，条件温和，不会引起酶变性失活，载体廉价易得，而且可反复使用。 缺点——由于靠物理吸附作用，结合力较弱，酶与载体结合不牢固而容易脱落，所以使用受到一定的限制。 5.3.2 包埋法 定义 将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中，而使酶固定化的方法。 多孔载体 琼脂、琼脂糖、海藻酸钠、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺、光交联树脂、聚酰胺、火棉胶等。 5.3.2 包埋法 特点 优点——很少改变酶的高级结构，酶活回收率较高，因此可以应用于许多酶、微生物和细胞器的固定化。 缺点——在包埋时发生的化学聚合反应，容易使酶活力降低，需要设计适宜的反应条件。 5.3.2 包埋法 分类 凝胶包埋法——在各种凝胶内部的微孔中 琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶等天然凝胶以及聚丙烯酰胺凝胶、光交联树脂等合成凝胶。 半透膜包埋法——在由各种高分子聚合物制成的小球内。 聚酰胺膜、火棉胶膜等 。 5.3.2 包埋法 5.3.2 包埋法 脂质体包裹 5.3.3 结合法 定义 选择适宜的载体，使之通过共价键或离子键与酶结合在一起的固定化方法。 5.3.3 结合法 分类 离子键结合法 载体是某些不溶于水的离子交换剂，常用的有DEAE-纤维素、TEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶等。 共价键结合法 载体主要有：纤维素、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶、甲壳质、氨基酸共聚物、甲基丙稀醇共聚物等。 5.3.3 结合法 共价键结合法 首先载体上引进活泼基团，然后活化该活泼基团，最后