包埋酶的半透膜

『壹』 固定化酶的制備方法

固定化酶的制備方法有物理法和化學法兩大類。
物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的優點在於酶不參加化學反應,整體結構保持不變,酶的催化活性得到很好保留。但是,由於包埋物或半透膜具有一定的空間或立體阻礙作用,因此對一些反應不適用。
化學法包括結合法、交聯法。結合法又分為離子結合法和共價結合法。是將酶通過化學鍵連接到天然的或合成的高分子載體上,使用偶聯劑通過酶表面的基團將酶交聯起來,而形成相對分子量更大、不溶性的固定化酶的方法.
其中吸附法和共價鍵法又可統稱為載體結合法。 吸附法
利用各種吸附劑將酶或含酶菌體吸附在其表面上而使酶固定的方法。通常有物理吸附法和離子吸附法。
常用吸附劑有活性炭、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等。
採用吸附法固定酶，其操作簡便、條件溫和，不會引起酶變性或失活，且載體廉價易得，可反復使用。
載體結合法
最常用的是共價結合法，即酶蛋白的非必需基團通過共價鍵和載體形成不可逆的連接。在溫和的條件下能偶聯的蛋白質基團包括：氨基、羧基、半胱氨酸的巰基、組氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、絲氨酸和蘇氨酸的羥基。參加和載體共價結合的基團，不能是酶表現活力所必需的基團。以中國首先採用的雙功能團試劑「對位-β-硫酸酯乙碸基苯胺」偶聯載體和酶為例，載體結合的步驟如下頁反應式。
此法曾先後用於3′-核糖核酸酶、5′-磷酸二酯酶和葡萄糖澱粉酶等的固定化。此外酶通過物理吸附或離子吸附於載體制備固定化酶也是常用的方法。
交聯法
依靠雙功能團試劑使酶分子之間發生交聯凝集成網狀結構，使之不溶於水從而形成固定化酶。常採用的雙功能團試劑有戊二醛、順丁烯二酸酐等。酶蛋白的游離氨基、酚基、咪唑基及巰基均可參與交聯反應。
包埋法
酶被裹在凝膠的細格子中或被半透性的聚合物膜包圍而成為格子型和微膠囊型兩種。包埋法制備固定化酶除包埋水溶性酶外還常包埋細胞，製成固定化細胞，例如可用明膠及戊二醛包埋具有青黴素醯化酶活力的菌體，可連續水解帤基青黴素，工業生產6-氨基青黴烷酸。
酶經過固定化後，比較能耐受溫度及pH的變化，最適pH往往稍有移位，對底物專一性沒有任何改變，實際使用效率提高幾十倍（如5′-磷酸二酯酶的工業應用）甚至幾百倍（如青黴素醯化酶的工業應用）。 特點 吸附 共價鏈接 包埋 膜限制 制備 簡單 難 難 簡單 費用 低 高 中等 高 結合力 易變 強 弱 強 損失 有 無 有 無 適用性 廣 有選擇性 廣 非常廣 運轉問題 高 低 高 高 基質效應 有 有 有 無 溶解度 無 無 有 有 抗微生物特性 無 無 有 有

『貳』 把酶固定化有什麼好處和用處固定酶的方法有那些

酶工程的實現，體現在酶的半衰期的延長和酶活的穩定性。採用固定化可以顯著提高這兩個指標，固定化酶所用載體是比較多的，比如樹脂等。
是指利用酶催化劑所具有的特異催化功能，藉助工藝學手段和生物反應器裝置來生產所需的生物化工產品的過程，與發酵過程相比，它採用了反應專一性的酶為催化劑,無副產品,過程精製和產物分離純化較方便。在生物反應器及操作方式上有較大的選擇餘地，除分批釜式反應外，可考慮用膜式反應器進行連續操作。在應用固定化酶為催化劑時，更可採用各種固定床和流化床的連續操作反應器。
沿革 古代人類雖不知道酶的存在，但是自古以來就知道利用植物和微生物的酶來催化反應生產各種食品。如利用麥芽中的麥芽糖酶來制備飴糖，利用酒葯中的微生物產生的澱粉酶和酒化酶來生產酒釀、黃酒和白酒等。隨著科學技術的發展，人們認識到，雖然酶是活細胞產生的，但是許多酶可以單獨分離得到，在分離的狀態下，酶仍然能繼續它的生物催化作用。20世紀40年代，以生產抗生素為代表的深層液體通氣純種培養技術獲得成功，從生產技術方面為酶制劑工業的形成創造了條件。以後，酶的生產、分離、精製，酶在游離狀態下的利用，固定化酶的制備和利用，酶反應器的應用等技術的發展，導致70年代初人們將酶反應過程（有時也稱酶過程）從發酵過程中分出去，單獨成為酶工程中的核心部分。
分類 以酶為催化劑的酶反應過程，可根據作用於底物的酶性質決定。以單一酶為催化劑的反應稱單酶反應；以兩個酶或兩個以上酶參與反應的過程稱多酶反應；或稱多酶串聯反應。從化學反應工程角度出發，可分為單（液）相催化反應以及多相催化反應，後者以液固相催化反應為主。游離酶的反應常屬前者，而固定化酶的反應則屬後者。
組成步驟 以工業生產為目的的酶過程可由以下五個步驟所組成：
①產生酶的微生物發酵過程。
②胞內酶的微生物細胞破碎過程。可用機械研磨、高壓勻漿器進行破碎;也可用加入溶菌酶的方法處理,或用超聲波、反復凍融的物理方法。胞外酶則不需上述操作，直接將發酵液過濾除去菌體即可。
③酶的分離純化過程。根據酶分子與其他蛋白質之間性質的差異，例如分子的大小、溶解度的不同，用鹽析法、有機溶媒沉澱法、電滲析法、離子交換層析和電泳法等技術，將酶進行分離純化。
④為了提高酶的催化性能，將酶固定在載體上的固定化過程（見固定化酶）。
⑤酶反應器的設計和酶反應控制。對於游離酶反應，通常採用分批攪拌槽反應器；對於固定化酶反應，則常用連續柱式反應器（見生物反應器）。
典型過程 有單酶反應和多酶反應。
①單酶反應 用氨基醯化酶對醯化DL－氨基酸進行水解,析出為L-氨基酸和醯基-D-氨基酸是典型的單酶反應。

若採用液相催化反應，當間歇反應結束後，給產物的提取帶來困難。由於缺乏適當分離手段，酶使用一次就被棄掉，很不經濟。目前，工業上採用液固催化反應，即用固定化氨基醯化酶進行連續生產（見圖）。底物乙醯-DL-氨基酸溶液以一定流速進入酶反應柱，反應過程中對溫度、pH進行控制，經過濃縮後，利用溶解度不同進行分離得到產品L－氨基酸。醯化-D-氨基酸用化學方法進行消旋化反應後，作為基質循環使用。該法與用液態酶間歇式反應相比較，有操作穩定、分離簡便、收率高、成本低等優點。

②多酶反應 以DL-α-氨基-ε-乙內醯胺為原料通過由L-α-氨基-ε-已內醯胺水解和α-氨基-ε-已內醯胺消旋酶共同固定的酶柱後，即可獲得最終產品L-氨基

『叄』 酶、細胞、原生質體固定化

酶的一些不足之處：
（1）酶的穩定性較差
（2）酶的一次性使用
（3）產物的分離純化較困難
◆改善方法之一就是固定化技術的應用:
(1)固定化酶是指固定在一定載體上並在一定的空間范圍內進行催化反應的酶。固定化酶既保持了酶的催化特性，又克服了游離酶的不足之處，具有增加穩定性，可反復或連續使用以及易於和反應產物分開等顯著優點。
(2)固定化細胞是指固定在載體上並在一定的空間范圍內進行生命活動的細胞。也稱為固定化活細胞或固定化增值細胞。通常只能用於胞外酶等胞外產物的生產。
(3) 固定化原生質體技術，有利於胞內物質的分泌。
1. 酶固定化
◆採用各種方法，將酶與水不溶性的載體結合，制備固定化酶的過程稱為酶的固定化。固定在載體上並在一定的空間范圍內進行催化反應的酶稱為固定化酶。
◆固定在載體上的菌體或菌體碎片稱為固定化菌體，它是固定化酶的一種形式。
1.1酶的固定化方法
固定化的方法：吸附法、包埋法、結合法、交聯法和熱處理法等。
(1)吸附法：
◆利用各種固體吸附劑將酶或含酶菌體吸附在其表面上，而使酶固定化的方法稱為物理吸附法，簡稱吸附法。
◆物理吸附法常用的固體吸附劑有活性炭、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、羥基磷灰石等。
◆靠物理吸附作用，結合力較弱，酶與載體結合不牢固而容易脫落，所以使用受到一定的限制。
(2)包埋法
◆將酶或含酶菌體包埋在各種多孔載體中，使酶固定化的方法稱為包埋法。
◆包埋法使用的多孔載體主要有：瓊脂、瓊脂糖、海藻酸鈉、角叉菜膠、明膠、聚丙烯醯胺、光交聯樹脂、聚醯胺、火棉膠等。
◆包埋法制備固定化酶或固定化菌體時，根據載體材料和方法的不同，可分為凝膠包埋法和半透膜包埋法兩大類。
◇凝膠包埋法：凝膠包埋法是將酶或含酶菌體包埋在各種凝膠內部的微孔中，製成一定形狀的固定化酶或固定化含酶菌體。大多數為球狀或片狀，也可按需要製成其他形狀。
常用的凝膠有瓊脂凝膠、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠、明膠等天然凝膠以及聚丙烯醯胺凝膠、光交聯樹脂等合成凝膠。
◇半透膜包埋法：半透膜包埋法是將酶包埋在由各種高分子聚合物製成的小球內，製成固定化酶。
常用於制備固定化酶的半透膜有聚醯胺膜、火棉膠膜等。
(3)結合法
◆選擇適宜的載體，使之通過共價鍵或離子鍵與酶結合在一起的固定化方法稱為結合法。
◆根據酶與載體結合的化學鍵不同，結合法可分為離子鍵結合法和共價鍵結合法。
◇離子鍵結合法：通過離子鍵使酶與載體結合的固定化方法稱為離子鍵結合法。
離子鍵結合法所使用的載體是某些不溶於水的離子交換劑。常用的有DEAE-纖維素、TEAE-纖維素、DEAE-葡聚糖凝膠等。
◇共價鍵結合法：通過共價鍵將酶與載體結合的固定化方法稱為共價鍵結合法。
共價鍵結合法所採用的載體主要有：纖維素、瓊脂糖凝膠、葡聚糖凝膠、甲殼質、氨基酸共聚物、甲基丙稀醇共聚物等。
酶分子中可以形成共價鍵的基團主要有：氨基、羧基、巰基、羥基、酚基和咪唑基等。
◇要使載體與酶形成共價鍵，必須首先使載體活化，即藉助於某種方法，在載體上引進一活潑基團。然後此活潑基團再與酶分子上的某一基團反應，形成共價鍵。
◇使載體活化的方法很多。主要的有重氮法、迭氮法、溴化氰法和烷化法等。
(4)交聯法
◆藉助雙功能試劑使酶分子之間發生交聯作用，製成網狀結構的固定化酶的方法稱為交聯法。交聯法也可用於含酶菌體或菌體碎片的固定化。
◆常用的雙功能試劑有戊二醛、己二胺、順丁烯二酸酐、雙偶氮苯等。其中應用最廣泛的是戊二醛。
(5)熱處理法
◆將含酶細胞在一定溫度下加熱處理一段時間，使酶固定在菌體內，而制備得到固定化菌體。◆熱處理法只適用於那些熱穩定性較好的酶的固定化，在加熱處理時，要嚴格控制好加熱溫度和時間，以免引起酶的變性失活。
1.2固定化酶的特性
(1)穩定性:固定化酶的穩定性一般比游離酶的穩定性好。
(2)最適溫度: 固定化酶的最適作用溫度一般與游離酶差不多，活化能也變化不大。
(3)最適pH值: 酶經過固定化後，其作用的最適pH值往往會發生一些變化。
◆影響固定化酶最適pH值的因素主要有兩個，一個是載體的帶電性質，另一個是酶催化反應產物的性質。
(4)底物特異性: 固定化酶的底物特異性與游離酶比較可能有些不同，其變化與底物分子量的大小有一定關系。對於那些作用於低分子底物的酶，固定化前後的底物特異性沒有明顯變化。
◆固定化酶底物特異性的改變，是由於載體的空間位阻作用引起的。
1.3固定化酶的應用
固定化酶既保持了酶的催化特性，又克服了游離酶的不足之處，具有如下顯著的優點：
（1）酶的穩定性增加，減少溫度、pH值、有機溶劑和其他外界因素對酶的活力的影響，可以較長期地保持較高的酶活力。
（2）固定化酶可反復使用或連續使用較長時間，提高酶的利用價值，降低生產成本。
（3）固定化酶易於和反應產物分開，有利於產物的分離純化，從而提高產品質量。
固定化酶已廣泛地應用於食品、輕工、醫葯、化工、分析、環保、能源和科學研究等領域。

2.細胞固定化
◆通過各種方法將細胞與水不溶性的載體結合，制備固定化細胞的過程稱為細胞固定化。(固定化活細胞或固定化增殖細胞)
◆微生物細胞、植物細胞和動物細胞都可以製成固定化細胞。
2.1細胞固定化的方法
◆主要可分為吸附法和包埋法兩大類方法。
(1)吸附法
◆利用各種固體吸附劑，將細胞吸附在其表面而使細胞固定化的方法稱為吸附法。
◆用於細胞固定化的吸附劑主要有：硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料、金屬絲網、微載體和中空纖維等。
(2) 包埋法
◆將細胞包埋在多孔載體內部而製成固定化細胞的方法稱為包埋法。
◆包埋法可分為凝膠包埋法和半透膜包埋法。
◇以各種多孔凝膠為載體，將細胞包埋在凝膠的微孔內而使細胞固定化的方法稱為凝膠包埋法。
○凝膠包埋法是應用最廣泛的細胞固定化方法，適用於各種微生物、動物和植物細胞的固定化。
○凝膠包埋法所使用的載體主要有瓊脂、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠、明膠、聚丙烯醯胺凝膠和光交聯樹脂等。
2.2微生物細胞固定化
2.2.1固定化微生物細胞的特點：
①固定化微生物細胞保持了細胞的完整結構和天然狀態，穩定性好。
②固定化微生物細胞保持了細胞內原有的酶系、輔酶體系和代謝調控體系，可以按照原來的代謝途徑進行新陳代謝，並進行有效的代謝調節控制。
③發酵穩定性好，可以反復使用或者連續使用較長的一段時間。
④固定化微生物細胞密度提高，可以提高產率。
⑤提高工程菌的質粒穩定性，
2.2.2固定化微生物細胞的應用
◆主要用在兩個方面：
◇是利用固定化微生物細胞發酵生產各種胞外產物。
◇二是利用固定化微生物細胞與各種電極結合製成微生物電極。
(1)利用固定化微生物生產各種產物
(2)固定化微生物細胞製造微生物感測器
2.3植物細胞固定化
2.3.1固定化植物細胞的特點：
（1）植物細胞經固定化後，由於有載體的保護作用，可減輕剪切力和其他外界因素對植物細胞的影響，提高植物細胞的存活率和穩定性。
（2）細胞經固定化後，被束縛在一定的空間范圍內進行生命活動，不容易聚集成團。
（3）固定化植物細胞發酵可以簡便地在不同地培養階段更換不同的培養液，即首先在生長培養基中生長增殖，在達到一定的細胞密度後，改換成發酵培養基，以利於生產各種所需的次級代謝物。
（4）固定化植物細胞可反復使用或連續使用較長的一段時間，大大縮短生產周期，提高產率。
（5）固定化植物細胞易於與培養液分離，利於產品的分離純化，提高產品質量。
2.3.2 植物細胞固定化的方法：
◆植物細胞固定化的方法主要有吸附法和包埋法兩種。
◆吸附法是將植物細胞吸附在泡沫塑料的孔洞或裂縫內，或者將植物細胞吸附在中空纖維的外壁上。
◆包埋法是將植物細胞包埋在瓊脂、角叉菜膠、海藻酸鈣凝膠、聚丙烯醯胺凝膠、明膠等多孔凝膠之中。包埋方法與微生物細胞包埋時基本相同。
2.3.3固定化植物細胞的應用：
◆固定化植物細胞的主要用途是製造人工種子，就有可能獲得大量具有相同遺傳特性的植株。對種質的保存具有重要意義。並可以節約種子的用量。
◆固定化植物細胞還可以用於生產各種色素、香精、葯物、酶等次級代謝物。
2.4動物細胞固定化
2.4.2固定化動物細胞的特點：
（1）提高細胞存活率：動物細胞經固定化後，由於有載體的保護作用，可以減輕或免受剪切力的影響，同時動物細胞可附著在載體表面生長，從而可顯著提高動物細胞的存活率。
（2）提高產率：動物細胞固定化後，可先在生長培養基中生長繁殖，使細胞在載體上形成最佳分布並達到一定的細胞密度。然後可簡便地改換成發酵培養基，控制發酵條件，使細胞從生長期轉變到生產期，以利於提高產率。
（3）固定化動物細胞可反復使用或連續使用較長的時間。例如，中國倉鼠卵巢細胞（CHO）生產人干擾素可以穩定地生產30天。
（4）固定化細胞易於與產物分開，利於產物分離純化，提高產品質量。
2.4.2動物細胞固定化方法：
◆動物細胞固定化地方法有吸附法和包埋法兩種。
(1)吸附法：
◆大多數動物細胞屬於附著細胞，它們在培養過程中，必須趨向於附著在固體表面。故此吸附法特別適合於動物細胞的固定化。
◆轉瓶是由玻璃或塑料製成，表面經過一定方法處理而帶上電荷。
◆微載體是指顆粒細小的固定化載體，直徑一般為100～200μm，相對密度接近1.0。是由帶有表面電荷的葡聚糖、明膠、纖維素、聚丙烯醯胺、聚苯乙烯或玻璃等材料製成。微載體已用於多種動物細胞的固定化；
◆中空纖維由聚丙烯、硅化聚碳酸酯等高分子聚合物製成。
(2)包埋法
◆包埋固定化法一般適用於懸浮細胞。
◆根據載體和方法的不同，有凝膠包埋法、半透膜包埋法兩種。
①凝膠包埋法：利用各種多孔凝膠為載體將動物細胞固定化。細胞被固定在凝膠的微孔中生長繁殖和新陳代謝，由於有載體的保護，動物細胞有較好的穩定性，可顯著提高其存活率。
用於動物細胞固定化的凝膠載體主要有瓊脂糖凝膠、海藻酸鈣凝膠和血纖維蛋白等。
②半透膜包埋法：利用高分子聚合物形成的半透膜將動物細胞包埋，形成微囊型固定化動物細胞。
2.4.3固定化動物細胞的應用：
動物細胞中大部分為貼壁細胞，需要貼附在載體的表面才能正常生長。所以固定化動物細胞廣泛應用。特別是採用微載體對動物細胞進行吸附固定化。

3.原生質體固定化
◆固定化原生質體的制備主要包括原生質體的制備和原生質體固定化兩個階段。
3.1原生質體的制備
◆不同種類的細胞，由於各自細胞壁的組成、結構和性質不同，原生質體的制備方法也不一樣。
◆原生質體的制備過程是首先將對數生長期的細胞收集起來，懸浮在含有滲透壓穩定劑的高滲緩沖液中。然後加入適宜的細胞壁水解酶，在一定的條件下作用一段時間，使細胞壁破壞。分離除去細胞壁碎片、未作用的細胞以及細胞壁水解酶，而得到原生質體。
◆除去細胞壁所使用的酶應根據細胞壁的主要成分的不同而進行選擇。
◇細菌的細胞壁主要成分是肽多糖，所以細菌原生質體制備時主要採用從蛋清中得到的溶菌酶；
◇酵母細胞壁主要由β-葡聚糖構成，故採用β-1，3-葡聚糖酶；
◇黴菌的細胞壁組分比較復雜，除含有幾丁質外，還有其他多種組分，故要去除黴菌的細胞壁，則需有幾丁質酶與其他有關酶共同作用。
◇植物細胞壁由纖維素、半纖維素和果膠組成，故制備植物原生質體時主要應用纖維素酶和果膠酶。
◆為防止制備得到的原生質體破裂，應加入適當的滲透壓穩定劑。如：無機鹽、糖類、糖醇等化合物。
◆應選擇對數生長期的細胞制備原生質體，以獲得較高的原生質體形成率。
◆所加進的細胞壁溶解酶的種類和濃度、酶作用溫度，pH值以及作用時間等對原生質體的制備都有明顯影響，必須經過試驗確定其最佳條件。
3.2原生質體固定化
◆採用包埋法製成固定化原生質體。
◆原生質體固定化一般採用凝膠包埋法。常用的凝膠有：瓊脂凝膠、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠和光交聯樹脂等。
3.3固定化原生質體的特點：
(1)固定化原生質體由於解除了細胞壁這一擴散屏障，可增加細胞膜的通透性，有利於氧氣和營養物質的傳遞和吸收，也有利於胞內物質的分泌，可顯著提高產率。
(2)固定化原生質體由於有載體的保護作用，具有較好的操作穩定性和保存穩定性，可反復使用和連續使用較長的時間，利於連續化生產。在冰箱保存較長時間後仍能保持其生產能力。
(3)固定化原生質體易於和發酵產物分開，有利於產物的分離純化，提高產品質量。
(4)固定化原生質體發酵的培養基中需要添加滲透壓穩定劑，以保持原生質體的穩定性。這些滲透壓穩定劑在發酵結束後，可用層析或膜分離技術等方法與產物分離。
3.4固定化原生質體的應用
固定化原生質體一方面保持了細胞原有的新陳代謝特性，可以照常產生原來在細胞內產生的各種代謝產物，另一方面又去除了細胞壁這一擴散屏障，有利於胞內產物不斷地分泌到胞外，這樣就可以不經過細胞破碎和提取工藝而在發酵液中獲得所需的發酵產物，為胞內物質的工業化生產開辟了新途徑。
固定化原生質體可用於各種氨基酸、酶和生物鹼等物質的生產以及甾體轉化等。

『肆』 酶的固定化方法主要有哪些

包埋法化學結合法 物理吸附法

『伍』 酶的固定化方法有哪些

一、包埋法
定義：將酶、細胞或原生質體包埋在各種多孔載體中，使其固定化的方法。
分類：根據載體的材料和方法的不同分為凝膠包埋法（網格型包埋法）、半透膜包埋法（微囊型包埋法）。
1、凝膠包埋法：應用最廣泛的固定化方法。
定義：以各種多孔凝膠為載體，將酶、細胞或原生質體包埋在凝膠的微孔內的固定化方法。
載體：瓊脂凝膠、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠、明膠、聚丙烯醯胺凝膠等。
注意事項：凝膠的孔徑應控制在小於酶分子直徑的范圍內；不適於那些底物或產物分子很大的酶類的固定化。
2、半透膜包埋法
定義：將酶或細胞包埋在由各種高分子聚合物製成的小球內，製成固定化酶或固定化細胞。
載體：聚醯胺膜、火棉膠膜等。 適用：底物和產物都是小分子物質的酶的固定化。
方法：將酶液滴分散在與水互不相溶的有機溶劑中，在酶液滴表面形成半透膜，將酶包埋在微膠囊中。

二、結合法
定義：選擇適宜的載體，使之通過共價鍵或離子鍵與酶結合在一起的固定化方法。
分類：根據酶與載體結合的化學鍵不同分為離子鍵結合法、共價鍵結合法。
1、離子鍵結合法
定義：通過離子鍵使酶與載體結合的固定化方法。
載體：某些不溶於水的離子交換劑，如DEAE-纖維素、DEAE-葡聚糖凝膠。
方法：一定條件下，酶與載體混合攪拌幾小時，或是將酶液緩緩流過處理好的離子交換柱。
特點：結合力較弱，在pH、離子強度等條件改變時，酶容易脫落。
使用注意：pH、離子強度、溫度等的控制。
2、共價鍵結合法
定義：通過共價鍵將酶與載體結合的固定化方法。
常用載體：纖維素、葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠等
可以形成共價鍵的基團：氨基、羧基、巰基、羥基、酚基和咪唑基等。
特點：結合牢固、酶不會脫落、可連續使用較長時間；載體活化的操作復雜；共價結合可能影響酶的空間結構，從而影響酶的催化活性。

『陸』 為什麼需要酶的固定化

是指經過一定改造後被限制在一定的空間內，能模擬體內酶的作用方式，並可反復連續地進行有效催化反應的酶。固定化酶又稱固相酶。在理論研究上，固定化酶可以作為探討酶在體內作用的模型;在實際使用中,可使生產工藝自動化和連續化，提高酶的使用效率。
制備方法 固定化技術是通過化學或物理等手段將酶分子束縛起來供重復使用的技術。大致可分為載體結合法、交聯法和包埋法等。
載體結合法 將酶結合到非水溶性的載體上。一般來講,載體的親水性基團越多，表面積越大，單位載體結合的酶量也越大。最常用的是共價結合法，此外還有離子結合法、物理吸附法。
①共價結合法是將酶蛋白分子上官能團和載體上的反應基團通過化學價鍵形成不可逆的連接的方法。在溫和的條件下能偶聯的酶蛋白基團包括有氨基、羧基、半胱氨酸的巰基、組氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、絲氨酸和蘇氨酸的羥基等。常用的載體包括天然高分子（纖維素、瓊脂糖、葡萄糖凝膠、膠原及其衍生物），合成高分子(聚醯胺、聚丙烯醯胺、乙烯-順丁烯二酸酐共聚物等)和無機支持物（多孔玻璃、金屬氧化物等）。共價結合法制備的固定化酶,酶和載體的連接鍵結合牢固,使用壽命長，但制備過程中酶直接參與化學反應，常常引起酶蛋白質的結構發生變化，導致酶活力的下降，往往需要嚴格控制操作條件才能獲得活力較高的固定化酶。
②離子結合法通過離子效應將酶固定到具有離子交換基團的非水溶性載體上的一種方法。能引起離子結合的載體,除具有離子交換基團的多糖類外,象離子交換樹脂（見離子交換劑）那樣的合成高分子衍生物也可用作載體。離子結合法與共價結合法比較,操作簡便,處理條件溫和，可以得到較多高活性的固定化酶。但載體和酶的結合力不夠牢固，易受緩沖液種類和pH的影響。
③物理吸附法將酶吸附到不溶於水的載體上而使酶固定化的方法。常使用的載體有活性炭、氧化鋁、高嶺土、硅膠、多孔玻璃、羥基磷灰石等。物理吸附法操作簡便、費用較省,可供選擇的載體類型多,有的可以再生。但酶與載體的相互作用較弱，被吸附的酶容易從載體上脫落，酶的非專一性吸附會引起酶的部分或全部失去。
交聯法 利用雙官能團或多官能團試劑與酶之間發生分子交聯來把酶固定化的方法。常用的試劑有戊二醛、亞乙基二異氰酸酯、雙重氮聯苯胺和乙烯- 馬來酸酐共聚物等。參與此反應的酶蛋白中的官能團有N末端的 α- 氨基、賴氨酸的 ε-氨基、酪氨酸的酚基和半胱氨酸的巰基等。交聯法反應比較激烈，固定化酶的活力，在多數情況下都較脆弱。
包埋法 將酶包裹於凝膠網格或聚合物的半透膜微中,使酶固定化。所用的凝膠有瓊脂、海藻酸鹽以及聚丙烯醯胺凝膠等；用於制備微囊的材料有聚醯胺、聚脲、聚酯等。將酶包埋在聚合物內是一種反應條件溫和，很少改變酶蛋白結構的固定化方法，此法對大多數酶、粗酶制劑、甚至完整的微生物細胞都適用。但此法較適合於小分子底物和產物的反應，因為在凝膠網格和微囊中存在有分子擴散效應。加大凝膠網格，有利於分子擴散，但使凝膠的機械強度降低。
應用 酶經過固定化後，比較能耐受溫度及pH值的變化，可製成機械性能好的顆粒裝成酶柱用於連續生產（或在反應器中進行批式攪拌反應），也可以製成酶膜、酶管等多種形式的酶反應器。隨著固定化酶技術的發展，許多工業生物反應過程已相繼問世。固定化酶作為現代生物技術的一個新的領域，發展很快。目前在工業上應用的數量並不多，這是因為在多數情況下酶的價格昂貴，一般酶活力的回收率不高，輔酶的再生較困難。所以，固定化酶作為生物催化劑主要用於生產精細的特殊化學品、葯品，在食品工業中由於生物催化劑較化學催化劑安全，也將得到廣泛使用。同時，固定化酶用於各種疾病的診斷、治療及人工臟器；用作化學分析的酶電極；固定化酶用作燃料電池；固定化酶用作親和層析手段，分離和提純酶的底物、輔酶、抑制劑及抗體等，顯示出廣闊的前景。
此外，固定化細胞是在固定化酶基礎上發展起來的，它不但省去了酶的提取工藝，而且使許多生化物質的生產，特別是需要多酶的發酵法生產改變成菌體中復合酶系的連續化反應。如果被固定的微生物細胞是仍處於生存狀態的活細胞，則供給一定營養後，細胞將繼續生長繁殖。這種固定化微生物活細胞技術的發展，是工業發酵的新方向。

『柒』 什麼叫包埋法固定化酶

固定化酶（immobilized enzyme）是用物理的或化學的方法使酶與水不溶性大分子載體結合或把酶包埋在水不溶性凝膠或半透膜的微囊體中製成的。酶固定化後一般穩定性增加，易從反應系統中分離，且易於控制，能反復多次使用。便於運輸和貯存，有利於自動化生產。固定化酶是近十餘年發展起來的酶應用技術，在工業生產、化學分析和醫葯等方面有誘人的應用前景。

包埋法
酶被裹在凝膠的細格子中或被半透性的聚合物膜包圍而成為格子型和微膠囊型兩種。包埋法制備固定化酶除包埋水溶性酶外還常包埋細胞，製成固定化細胞，例如可用明膠及戊二醛包埋具有青黴素醯化酶活力的菌體，可連續水解帤基青黴素，工業生產6-氨基青黴烷酸。
酶經過固定化後，比較能耐受溫度及pH的變化，最適pH往往稍有移位，對底物專一性沒有任何改變，實際使用效率提高幾十倍（如5′-磷酸二酯酶的工業應用）甚至幾百倍（如青黴素醯化酶的工業應用）。

『捌』 酶的固定化方法有哪些各有何分缺點

固定化酶的制備方法有物理法和化學法兩大類。物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的優點在於酶不參加化學反應,整體結構保持不變,酶的催化活性得到很好保留。但是,由於包埋物或半透膜具有一定的空間或立體阻礙作用,因此對一些反應不適用。化學法是將酶通過化學鍵連接到天然的或合成的高分子載體上,使用偶聯劑通過酶表面的基團將酶交聯起來,而形成相對分子量更大、不溶性的固定化酶的方法.

『玖』 包埋法固定化酶的優缺點

優點

1，方法簡便，將細胞與單體或聚合物一起聚凝，細胞被包埋在形成的聚合物之中。

2，條件溫和，可選用不同的聚合物載體，不同的包埋系統和條件，以保持細胞的酶催化活性。

3，細胞不易滲漏，穩定性好。

4，有較高的細胞容量，聚合體中的細胞含量可達40%-70%。

缺點

由於固定化細胞技術不夠成熟，在固定化細胞的包埋材料的有無毒性及某性能，固定化細胞的強度及無雜菌性等方面還存在不足，固定化細胞技術主要用於污水處理。要將固定化技術更好地用於生產食品，葯品等方面，就必需研究出更多更好的無毒價廉的包埋材料，不斷探索出提高固定化細胞強度的方法。

包埋法定義：將酶、細胞或原生質體包埋在各種多孔載體中，使其固定化的方法。

分類：根據載體的材料和方法的不同分為凝膠包埋法（網格型包埋法）、半透膜包埋法（微囊型包埋法）。

酶固定化後一般穩定性增加，易從反應系統中分離，且易於控制，能反復多次使用。便於運輸和貯存，有利於自動化生產，但是活性降低，使用范圍減小，技術還有發展空間。固定化酶是近十餘年發展起來的酶應用技術，在工業生產、化學分析和醫葯等方面有誘人的應用前景。

『拾』 1、簡述酶工程的研究內容 2、什麼是固定化酶 3、固定化酶和固定化細胞的特點和優點各是什麼怎樣制備

酶工程的研究內容:

酶工程主要研究酶的生產、純化、固定化技術、酶分子結構的修飾和改造以及在工農業、醫葯衛生和理論研究等方面的應用。

固定化酶:

固定化酶（immobilized enzyme），是用物理或化學方法處理水溶性的酶使之變成不溶於水或固定於固相載體的但仍具有酶活性的酶衍生物。

固定化酶和固定化細胞的特點和優點各是什麼？怎樣制備

固定化酶的特點和優點:
（1）同一批固定化酶能在工藝流程中重復多次地使用；
（2）固定化後，和反應物分開，有利於控制生產過程，同時也省去了熱處 理使酶失活的步驟；
（3）穩定性顯著提高；
（4）可長期使用，並可預測衰變的速度；
（5）提供了研究酶動力學的良好模型。
固定化細胞的特點和優點：
1.使用固定化細胞省去了酶的分離過程，顯著降低了成本。
2.固定化細胞為多酶系統，不需要輔助因子
3.增加了細胞對不利環境的耐逆性，可重復使用。
4.增加了酶的穩定性。
固定化酶制備：
1、吸附法：
過載體表面和酶分子表面間的次級鍵相互作用而達到固定目的的方法，是固定化中最簡單的方法。酶與載體之間的親和力是范德華力、疏水相互作用、離子鍵和氫鍵等。
2、包埋發：
將酶包埋在高聚物的細微凝膠網格中或高分子半透膜內的固定化方法。前者又稱為凝膠包埋法，酶被包埋成網格型；後者又稱為微膠囊包埋法，酶被包埋成微膠囊型。
3、共價鍵結合法：
將酶與聚合物載體以共價鍵結合的固定化方法。
4、交聯法
使用雙功能或多功能試劑使酶分子之間相互交聯呈網狀結構的固定化方法。由於酶蛋白的功能團，如氨基、酚基、巰基和咪唑基，參與此反應，所以酶的活性中心構造可能受到影響，而使酶失活明顯。但是盡可能地降低交聯劑濃度和縮短反應時間將有利於固定化酶活力的提高。

固定化細胞的制備：

一種固定化細胞的制備方法，包括以下步驟： a．選用甲烷利用細菌Methylomonas sp．GYJ3，在可供給微生物能量的甲烷和空氣的混合氣體中，輔以無機培養基進行培養； b．培養好的菌體細胞離心後用無機培養基懸浮，加入到硅酸鈉溶液和鹽酸溶液製成的溶膠中，待溶膠凝固變成凝膠後，就製得了包埋的細胞，將包埋細胞置於低溫環境中以增加包埋強度； c．用磷酸鹽緩沖液洗去包埋細胞的雜質，充入可給微生物提供能量的相應的甲烷與空氣的混合氣體，在搖床上培養48－120小時。

希望對你有用，得個分太不容易了，呵呵。