包埋酶的半透膜

『壹』 固定化酶的制备方法

固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。
物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。但是,由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用,因此对一些反应不适用。
化学法包括结合法、交联法。结合法又分为离子结合法和共价结合法。是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上,使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法.
其中吸附法和共价键法又可统称为载体结合法。 吸附法
利用各种吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上而使酶固定的方法。通常有物理吸附法和离子吸附法。
常用吸附剂有活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等。
采用吸附法固定酶，其操作简便、条件温和，不会引起酶变性或失活，且载体廉价易得，可反复使用。
载体结合法
最常用的是共价结合法，即酶蛋白的非必需基团通过共价键和载体形成不可逆的连接。在温和的条件下能偶联的蛋白质基团包括：氨基、羧基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、丝氨酸和苏氨酸的羟基。参加和载体共价结合的基团，不能是酶表现活力所必需的基团。以中国首先采用的双功能团试剂“对位-β-硫酸酯乙砜基苯胺”偶联载体和酶为例，载体结合的步骤如下页反应式。
此法曾先后用于3′-核糖核酸酶、5′-磷酸二酯酶和葡萄糖淀粉酶等的固定化。此外酶通过物理吸附或离子吸附于载体制备固定化酶也是常用的方法。
交联法
依靠双功能团试剂使酶分子之间发生交联凝集成网状结构，使之不溶于水从而形成固定化酶。常采用的双功能团试剂有戊二醛、顺丁烯二酸酐等。酶蛋白的游离氨基、酚基、咪唑基及巯基均可参与交联反应。
包埋法
酶被裹在凝胶的细格子中或被半透性的聚合物膜包围而成为格子型和微胶囊型两种。包埋法制备固定化酶除包埋水溶性酶外还常包埋细胞，制成固定化细胞，例如可用明胶及戊二醛包埋具有青霉素酰化酶活力的菌体，可连续水解帤基青霉素，工业生产6-氨基青霉烷酸。
酶经过固定化后，比较能耐受温度及pH的变化，最适pH往往稍有移位，对底物专一性没有任何改变，实际使用效率提高几十倍（如5′-磷酸二酯酶的工业应用）甚至几百倍（如青霉素酰化酶的工业应用）。 特点 吸附 共价链接 包埋 膜限制 制备 简单 难 难 简单 费用 低 高 中等 高 结合力 易变 强 弱 强 损失 有 无 有 无 适用性 广 有选择性 广 非常广 运转问题 高 低 高 高 基质效应 有 有 有 无 溶解度 无 无 有 有 抗微生物特性 无 无 有 有

『贰』 把酶固定化有什么好处和用处固定酶的方法有那些

酶工程的实现，体现在酶的半衰期的延长和酶活的稳定性。采用固定化可以显著提高这两个指标，固定化酶所用载体是比较多的，比如树脂等。
是指利用酶催化剂所具有的特异催化功能，借助工艺学手段和生物反应器装置来生产所需的生物化工产品的过程，与发酵过程相比，它采用了反应专一性的酶为催化剂,无副产品,过程精制和产物分离纯化较方便。在生物反应器及操作方式上有较大的选择余地，除分批釜式反应外，可考虑用膜式反应器进行连续操作。在应用固定化酶为催化剂时，更可采用各种固定床和流化床的连续操作反应器。
沿革 古代人类虽不知道酶的存在，但是自古以来就知道利用植物和微生物的酶来催化反应生产各种食品。如利用麦芽中的麦芽糖酶来制备饴糖，利用酒药中的微生物产生的淀粉酶和酒化酶来生产酒酿、黄酒和白酒等。随着科学技术的发展，人们认识到，虽然酶是活细胞产生的，但是许多酶可以单独分离得到，在分离的状态下，酶仍然能继续它的生物催化作用。20世纪40年代，以生产抗生素为代表的深层液体通气纯种培养技术获得成功，从生产技术方面为酶制剂工业的形成创造了条件。以后，酶的生产、分离、精制，酶在游离状态下的利用，固定化酶的制备和利用，酶反应器的应用等技术的发展，导致70年代初人们将酶反应过程（有时也称酶过程）从发酵过程中分出去，单独成为酶工程中的核心部分。
分类 以酶为催化剂的酶反应过程，可根据作用于底物的酶性质决定。以单一酶为催化剂的反应称单酶反应；以两个酶或两个以上酶参与反应的过程称多酶反应；或称多酶串联反应。从化学反应工程角度出发，可分为单（液）相催化反应以及多相催化反应，后者以液固相催化反应为主。游离酶的反应常属前者，而固定化酶的反应则属后者。
组成步骤 以工业生产为目的的酶过程可由以下五个步骤所组成：
①产生酶的微生物发酵过程。
②胞内酶的微生物细胞破碎过程。可用机械研磨、高压匀浆器进行破碎;也可用加入溶菌酶的方法处理,或用超声波、反复冻融的物理方法。胞外酶则不需上述操作，直接将发酵液过滤除去菌体即可。
③酶的分离纯化过程。根据酶分子与其他蛋白质之间性质的差异，例如分子的大小、溶解度的不同，用盐析法、有机溶媒沉淀法、电渗析法、离子交换层析和电泳法等技术，将酶进行分离纯化。
④为了提高酶的催化性能，将酶固定在载体上的固定化过程（见固定化酶）。
⑤酶反应器的设计和酶反应控制。对于游离酶反应，通常采用分批搅拌槽反应器；对于固定化酶反应，则常用连续柱式反应器（见生物反应器）。
典型过程 有单酶反应和多酶反应。
①单酶反应 用氨基酰化酶对酰化DL－氨基酸进行水解,析出为L-氨基酸和酰基-D-氨基酸是典型的单酶反应。

若采用液相催化反应，当间歇反应结束后，给产物的提取带来困难。由于缺乏适当分离手段，酶使用一次就被弃掉，很不经济。目前，工业上采用液固催化反应，即用固定化氨基酰化酶进行连续生产（见图）。底物乙酰-DL-氨基酸溶液以一定流速进入酶反应柱，反应过程中对温度、pH进行控制，经过浓缩后，利用溶解度不同进行分离得到产品L－氨基酸。酰化-D-氨基酸用化学方法进行消旋化反应后，作为基质循环使用。该法与用液态酶间歇式反应相比较，有操作稳定、分离简便、收率高、成本低等优点。

②多酶反应 以DL-α-氨基-ε-乙内酰胺为原料通过由L-α-氨基-ε-已内酰胺水解和α-氨基-ε-已内酰胺消旋酶共同固定的酶柱后，即可获得最终产品L-氨基

『叁』 酶、细胞、原生质体固定化

酶的一些不足之处：
（1）酶的稳定性较差
（2）酶的一次性使用
（3）产物的分离纯化较困难
◆改善方法之一就是固定化技术的应用:
(1)固定化酶是指固定在一定载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。固定化酶既保持了酶的催化特性，又克服了游离酶的不足之处，具有增加稳定性，可反复或连续使用以及易于和反应产物分开等显著优点。
(2)固定化细胞是指固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞。也称为固定化活细胞或固定化增值细胞。通常只能用于胞外酶等胞外产物的生产。
(3) 固定化原生质体技术，有利于胞内物质的分泌。
1. 酶固定化
◆采用各种方法，将酶与水不溶性的载体结合，制备固定化酶的过程称为酶的固定化。固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶称为固定化酶。
◆固定在载体上的菌体或菌体碎片称为固定化菌体，它是固定化酶的一种形式。
1.1酶的固定化方法
固定化的方法：吸附法、包埋法、结合法、交联法和热处理法等。
(1)吸附法：
◆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称为物理吸附法，简称吸附法。
◆物理吸附法常用的固体吸附剂有活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶、羟基磷灰石等。
◆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。
(2)包埋法
◆将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中，使酶固定化的方法称为包埋法。
◆包埋法使用的多孔载体主要有：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。
◆包埋法制备固定化酶或固定化菌体时，根据载体材料和方法的不同，可分为凝胶包埋法和半透膜包埋法两大类。
◇凝胶包埋法：凝胶包埋法是将酶或含酶菌体包埋在各种凝胶内部的微孔中，制成一定形状的固定化酶或固定化含酶菌体。大多数为球状或片状，也可按需要制成其他形状。
常用的凝胶有琼脂凝胶、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：半透膜包埋法是将酶包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶。
常用于制备固定化酶的半透膜有聚酰胺膜、火棉胶膜等。
(3)结合法
◆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称为结合法。
◆根据酶与载体结合的化学键不同，结合法可分为离子键结合法和共价键结合法。
◇离子键结合法：通过离子键使酶与载体结合的固定化方法称为离子键结合法。
离子键结合法所使用的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：通过共价键将酶与载体结合的固定化方法称为共价键结合法。
共价键结合法所采用的载体主要有：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。
酶分子中可以形成共价键的基团主要有：氨基、羧基、巯基、羟基、酚基和咪唑基等。
◇要使载体与酶形成共价键，必须首先使载体活化，即借助于某种方法，在载体上引进一活泼基团。然后此活泼基团再与酶分子上的某一基团反应，形成共价键。
◇使载体活化的方法很多。主要的有重氮法、迭氮法、溴化氰法和烷化法等。
(4)交联法
◆借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法称为交联法。交联法也可用于含酶菌体或菌体碎片的固定化。
◆常用的双功能试剂有戊二醛、己二胺、顺丁烯二酸酐、双偶氮苯等。其中应用最广泛的是戊二醛。
(5)热处理法
◆将含酶细胞在一定温度下加热处理一段时间，使酶固定在菌体内，而制备得到固定化菌体。◆热处理法只适用于那些热稳定性较好的酶的固定化，在加热处理时，要严格控制好加热温度和时间，以免引起酶的变性失活。
1.2固定化酶的特性
(1)稳定性:固定化酶的稳定性一般比游离酶的稳定性好。
(2)最适温度: 固定化酶的最适作用温度一般与游离酶差不多，活化能也变化不大。
(3)最适pH值: 酶经过固定化后，其作用的最适pH值往往会发生一些变化。
◆影响固定化酶最适pH值的因素主要有两个，一个是载体的带电性质，另一个是酶催化反应产物的性质。
(4)底物特异性: 固定化酶的底物特异性与游离酶比较可能有些不同，其变化与底物分子量的大小有一定关系。对于那些作用于低分子底物的酶，固定化前后的底物特异性没有明显变化。
◆固定化酶底物特异性的改变，是由于载体的空间位阻作用引起的。
1.3固定化酶的应用
固定化酶既保持了酶的催化特性，又克服了游离酶的不足之处，具有如下显著的优点：
（1）酶的稳定性增加，减少温度、pH值、有机溶剂和其他外界因素对酶的活力的影响，可以较长期地保持较高的酶活力。
（2）固定化酶可反复使用或连续使用较长时间，提高酶的利用价值，降低生产成本。
（3）固定化酶易于和反应产物分开，有利于产物的分离纯化，从而提高产品质量。
固定化酶已广泛地应用于食品、轻工、医药、化工、分析、环保、能源和科学研究等领域。

2.细胞固定化
◆通过各种方法将细胞与水不溶性的载体结合，制备固定化细胞的过程称为细胞固定化。(固定化活细胞或固定化增殖细胞)
◆微生物细胞、植物细胞和动物细胞都可以制成固定化细胞。
2.1细胞固定化的方法
◆主要可分为吸附法和包埋法两大类方法。
(1)吸附法
◆利用各种固体吸附剂，将细胞吸附在其表面而使细胞固定化的方法称为吸附法。
◆用于细胞固定化的吸附剂主要有：硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料、金属丝网、微载体和中空纤维等。
(2) 包埋法
◆将细胞包埋在多孔载体内部而制成固定化细胞的方法称为包埋法。
◆包埋法可分为凝胶包埋法和半透膜包埋法。
◇以各种多孔凝胶为载体，将细胞包埋在凝胶的微孔内而使细胞固定化的方法称为凝胶包埋法。
○凝胶包埋法是应用最广泛的细胞固定化方法，适用于各种微生物、动物和植物细胞的固定化。
○凝胶包埋法所使用的载体主要有琼脂、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺凝胶和光交联树脂等。
2.2微生物细胞固定化
2.2.1固定化微生物细胞的特点：
①固定化微生物细胞保持了细胞的完整结构和天然状态，稳定性好。
②固定化微生物细胞保持了细胞内原有的酶系、辅酶体系和代谢调控体系，可以按照原来的代谢途径进行新陈代谢，并进行有效的代谢调节控制。
③发酵稳定性好，可以反复使用或者连续使用较长的一段时间。
④固定化微生物细胞密度提高，可以提高产率。
⑤提高工程菌的质粒稳定性，
2.2.2固定化微生物细胞的应用
◆主要用在两个方面：
◇是利用固定化微生物细胞发酵生产各种胞外产物。
◇二是利用固定化微生物细胞与各种电极结合制成微生物电极。
(1)利用固定化微生物生产各种产物
(2)固定化微生物细胞制造微生物传感器
2.3植物细胞固定化
2.3.1固定化植物细胞的特点：
（1）植物细胞经固定化后，由于有载体的保护作用，可减轻剪切力和其他外界因素对植物细胞的影响，提高植物细胞的存活率和稳定性。
（2）细胞经固定化后，被束缚在一定的空间范围内进行生命活动，不容易聚集成团。
（3）固定化植物细胞发酵可以简便地在不同地培养阶段更换不同的培养液，即首先在生长培养基中生长增殖，在达到一定的细胞密度后，改换成发酵培养基，以利于生产各种所需的次级代谢物。
（4）固定化植物细胞可反复使用或连续使用较长的一段时间，大大缩短生产周期，提高产率。
（5）固定化植物细胞易于与培养液分离，利于产品的分离纯化，提高产品质量。
2.3.2 植物细胞固定化的方法：
◆植物细胞固定化的方法主要有吸附法和包埋法两种。
◆吸附法是将植物细胞吸附在泡沫塑料的孔洞或裂缝内，或者将植物细胞吸附在中空纤维的外壁上。
◆包埋法是将植物细胞包埋在琼脂、角叉菜胶、海藻酸钙凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、明胶等多孔凝胶之中。包埋方法与微生物细胞包埋时基本相同。
2.3.3固定化植物细胞的应用：
◆固定化植物细胞的主要用途是制造人工种子，就有可能获得大量具有相同遗传特性的植株。对种质的保存具有重要意义。并可以节约种子的用量。
◆固定化植物细胞还可以用于生产各种色素、香精、药物、酶等次级代谢物。
2.4动物细胞固定化
2.4.2固定化动物细胞的特点：
（1）提高细胞存活率：动物细胞经固定化后，由于有载体的保护作用，可以减轻或免受剪切力的影响，同时动物细胞可附着在载体表面生长，从而可显著提高动物细胞的存活率。
（2）提高产率：动物细胞固定化后，可先在生长培养基中生长繁殖，使细胞在载体上形成最佳分布并达到一定的细胞密度。然后可简便地改换成发酵培养基，控制发酵条件，使细胞从生长期转变到生产期，以利于提高产率。
（3）固定化动物细胞可反复使用或连续使用较长的时间。例如，中国仓鼠卵巢细胞（CHO）生产人干扰素可以稳定地生产30天。
（4）固定化细胞易于与产物分开，利于产物分离纯化，提高产品质量。
2.4.2动物细胞固定化方法：
◆动物细胞固定化地方法有吸附法和包埋法两种。
(1)吸附法：
◆大多数动物细胞属于附着细胞，它们在培养过程中，必须趋向于附着在固体表面。故此吸附法特别适合于动物细胞的固定化。
◆转瓶是由玻璃或塑料制成，表面经过一定方法处理而带上电荷。
◆微载体是指颗粒细小的固定化载体，直径一般为100～200μm，相对密度接近1.0。是由带有表面电荷的葡聚糖、明胶、纤维素、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯或玻璃等材料制成。微载体已用于多种动物细胞的固定化；
◆中空纤维由聚丙烯、硅化聚碳酸酯等高分子聚合物制成。
(2)包埋法
◆包埋固定化法一般适用于悬浮细胞。
◆根据载体和方法的不同，有凝胶包埋法、半透膜包埋法两种。
①凝胶包埋法：利用各种多孔凝胶为载体将动物细胞固定化。细胞被固定在凝胶的微孔中生长繁殖和新陈代谢，由于有载体的保护，动物细胞有较好的稳定性，可显著提高其存活率。
用于动物细胞固定化的凝胶载体主要有琼脂糖凝胶、海藻酸钙凝胶和血纤维蛋白等。
②半透膜包埋法：利用高分子聚合物形成的半透膜将动物细胞包埋，形成微囊型固定化动物细胞。
2.4.3固定化动物细胞的应用：
动物细胞中大部分为贴壁细胞，需要贴附在载体的表面才能正常生长。所以固定化动物细胞广泛应用。特别是采用微载体对动物细胞进行吸附固定化。

3.原生质体固定化
◆固定化原生质体的制备主要包括原生质体的制备和原生质体固定化两个阶段。
3.1原生质体的制备
◆不同种类的细胞，由于各自细胞壁的组成、结构和性质不同，原生质体的制备方法也不一样。
◆原生质体的制备过程是首先将对数生长期的细胞收集起来，悬浮在含有渗透压稳定剂的高渗缓冲液中。然后加入适宜的细胞壁水解酶，在一定的条件下作用一段时间，使细胞壁破坏。分离除去细胞壁碎片、未作用的细胞以及细胞壁水解酶，而得到原生质体。
◆除去细胞壁所使用的酶应根据细胞壁的主要成分的不同而进行选择。
◇细菌的细胞壁主要成分是肽多糖，所以细菌原生质体制备时主要采用从蛋清中得到的溶菌酶；
◇酵母细胞壁主要由β-葡聚糖构成，故采用β-1，3-葡聚糖酶；
◇霉菌的细胞壁组分比较复杂，除含有几丁质外，还有其他多种组分，故要去除霉菌的细胞壁，则需有几丁质酶与其他有关酶共同作用。
◇植物细胞壁由纤维素、半纤维素和果胶组成，故制备植物原生质体时主要应用纤维素酶和果胶酶。
◆为防止制备得到的原生质体破裂，应加入适当的渗透压稳定剂。如：无机盐、糖类、糖醇等化合物。
◆应选择对数生长期的细胞制备原生质体，以获得较高的原生质体形成率。
◆所加进的细胞壁溶解酶的种类和浓度、酶作用温度，pH值以及作用时间等对原生质体的制备都有明显影响，必须经过试验确定其最佳条件。
3.2原生质体固定化
◆采用包埋法制成固定化原生质体。
◆原生质体固定化一般采用凝胶包埋法。常用的凝胶有：琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶和光交联树脂等。
3.3固定化原生质体的特点：
(1)固定化原生质体由于解除了细胞壁这一扩散屏障，可增加细胞膜的通透性，有利于氧气和营养物质的传递和吸收，也有利于胞内物质的分泌，可显著提高产率。
(2)固定化原生质体由于有载体的保护作用，具有较好的操作稳定性和保存稳定性，可反复使用和连续使用较长的时间，利于连续化生产。在冰箱保存较长时间后仍能保持其生产能力。
(3)固定化原生质体易于和发酵产物分开，有利于产物的分离纯化，提高产品质量。
(4)固定化原生质体发酵的培养基中需要添加渗透压稳定剂，以保持原生质体的稳定性。这些渗透压稳定剂在发酵结束后，可用层析或膜分离技术等方法与产物分离。
3.4固定化原生质体的应用
固定化原生质体一方面保持了细胞原有的新陈代谢特性，可以照常产生原来在细胞内产生的各种代谢产物，另一方面又去除了细胞壁这一扩散屏障，有利于胞内产物不断地分泌到胞外，这样就可以不经过细胞破碎和提取工艺而在发酵液中获得所需的发酵产物，为胞内物质的工业化生产开辟了新途径。
固定化原生质体可用于各种氨基酸、酶和生物碱等物质的生产以及甾体转化等。

『肆』 酶的固定化方法主要有哪些

包埋法化学结合法 物理吸附法

『伍』 酶的固定化方法有哪些

一、包埋法
定义：将酶、细胞或原生质体包埋在各种多孔载体中，使其固定化的方法。
分类：根据载体的材料和方法的不同分为凝胶包埋法（网格型包埋法）、半透膜包埋法（微囊型包埋法）。
1、凝胶包埋法：应用最广泛的固定化方法。
定义：以各种多孔凝胶为载体，将酶、细胞或原生质体包埋在凝胶的微孔内的固定化方法。
载体：琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺凝胶等。
注意事项：凝胶的孔径应控制在小于酶分子直径的范围内；不适于那些底物或产物分子很大的酶类的固定化。
2、半透膜包埋法
定义：将酶或细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶或固定化细胞。
载体：聚酰胺膜、火棉胶膜等。 适用：底物和产物都是小分子物质的酶的固定化。
方法：将酶液滴分散在与水互不相溶的有机溶剂中，在酶液滴表面形成半透膜，将酶包埋在微胶囊中。

二、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。
分类：根据酶与载体结合的化学键不同分为离子键结合法、共价键结合法。
1、离子键结合法
定义：通过离子键使酶与载体结合的固定化方法。
载体：某些不溶于水的离子交换剂，如DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶。
方法：一定条件下，酶与载体混合搅拌几小时，或是将酶液缓缓流过处理好的离子交换柱。
特点：结合力较弱，在pH、离子强度等条件改变时，酶容易脱落。
使用注意：pH、离子强度、温度等的控制。
2、共价键结合法
定义：通过共价键将酶与载体结合的固定化方法。
常用载体：纤维素、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶等
可以形成共价键的基团：氨基、羧基、巯基、羟基、酚基和咪唑基等。
特点：结合牢固、酶不会脱落、可连续使用较长时间；载体活化的操作复杂；共价结合可能影响酶的空间结构，从而影响酶的催化活性。

『陆』 为什么需要酶的固定化

是指经过一定改造后被限制在一定的空间内，能模拟体内酶的作用方式，并可反复连续地进行有效催化反应的酶。固定化酶又称固相酶。在理论研究上，固定化酶可以作为探讨酶在体内作用的模型;在实际使用中,可使生产工艺自动化和连续化，提高酶的使用效率。
制备方法 固定化技术是通过化学或物理等手段将酶分子束缚起来供重复使用的技术。大致可分为载体结合法、交联法和包埋法等。
载体结合法 将酶结合到非水溶性的载体上。一般来讲,载体的亲水性基团越多，表面积越大，单位载体结合的酶量也越大。最常用的是共价结合法，此外还有离子结合法、物理吸附法。
①共价结合法是将酶蛋白分子上官能团和载体上的反应基团通过化学价键形成不可逆的连接的方法。在温和的条件下能偶联的酶蛋白基团包括有氨基、羧基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、丝氨酸和苏氨酸的羟基等。常用的载体包括天然高分子（纤维素、琼脂糖、葡萄糖凝胶、胶原及其衍生物），合成高分子(聚酰胺、聚丙烯酰胺、乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物等)和无机支持物（多孔玻璃、金属氧化物等）。共价结合法制备的固定化酶,酶和载体的连接键结合牢固,使用寿命长，但制备过程中酶直接参与化学反应，常常引起酶蛋白质的结构发生变化，导致酶活力的下降，往往需要严格控制操作条件才能获得活力较高的固定化酶。
②离子结合法通过离子效应将酶固定到具有离子交换基团的非水溶性载体上的一种方法。能引起离子结合的载体,除具有离子交换基团的多糖类外,象离子交换树脂（见离子交换剂）那样的合成高分子衍生物也可用作载体。离子结合法与共价结合法比较,操作简便,处理条件温和，可以得到较多高活性的固定化酶。但载体和酶的结合力不够牢固，易受缓冲液种类和pH的影响。
③物理吸附法将酶吸附到不溶于水的载体上而使酶固定化的方法。常使用的载体有活性炭、氧化铝、高岭土、硅胶、多孔玻璃、羟基磷灰石等。物理吸附法操作简便、费用较省,可供选择的载体类型多,有的可以再生。但酶与载体的相互作用较弱，被吸附的酶容易从载体上脱落，酶的非专一性吸附会引起酶的部分或全部失去。
交联法 利用双官能团或多官能团试剂与酶之间发生分子交联来把酶固定化的方法。常用的试剂有戊二醛、亚乙基二异氰酸酯、双重氮联苯胺和乙烯- 马来酸酐共聚物等。参与此反应的酶蛋白中的官能团有N末端的 α- 氨基、赖氨酸的 ε-氨基、酪氨酸的酚基和半胱氨酸的巯基等。交联法反应比较激烈，固定化酶的活力，在多数情况下都较脆弱。
包埋法 将酶包裹于凝胶网格或聚合物的半透膜微中,使酶固定化。所用的凝胶有琼脂、海藻酸盐以及聚丙烯酰胺凝胶等；用于制备微囊的材料有聚酰胺、聚脲、聚酯等。将酶包埋在聚合物内是一种反应条件温和，很少改变酶蛋白结构的固定化方法，此法对大多数酶、粗酶制剂、甚至完整的微生物细胞都适用。但此法较适合于小分子底物和产物的反应，因为在凝胶网格和微囊中存在有分子扩散效应。加大凝胶网格，有利于分子扩散，但使凝胶的机械强度降低。
应用 酶经过固定化后，比较能耐受温度及pH值的变化，可制成机械性能好的颗粒装成酶柱用于连续生产（或在反应器中进行批式搅拌反应），也可以制成酶膜、酶管等多种形式的酶反应器。随着固定化酶技术的发展，许多工业生物反应过程已相继问世。固定化酶作为现代生物技术的一个新的领域，发展很快。目前在工业上应用的数量并不多，这是因为在多数情况下酶的价格昂贵，一般酶活力的回收率不高，辅酶的再生较困难。所以，固定化酶作为生物催化剂主要用于生产精细的特殊化学品、药品，在食品工业中由于生物催化剂较化学催化剂安全，也将得到广泛使用。同时，固定化酶用于各种疾病的诊断、治疗及人工脏器；用作化学分析的酶电极；固定化酶用作燃料电池；固定化酶用作亲和层析手段，分离和提纯酶的底物、辅酶、抑制剂及抗体等，显示出广阔的前景。
此外，固定化细胞是在固定化酶基础上发展起来的，它不但省去了酶的提取工艺，而且使许多生化物质的生产，特别是需要多酶的发酵法生产改变成菌体中复合酶系的连续化反应。如果被固定的微生物细胞是仍处于生存状态的活细胞，则供给一定营养后，细胞将继续生长繁殖。这种固定化微生物活细胞技术的发展，是工业发酵的新方向。

『柒』 什么叫包埋法固定化酶

固定化酶（immobilized enzyme）是用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在水不溶性凝胶或半透膜的微囊体中制成的。酶固定化后一般稳定性增加，易从反应系统中分离，且易于控制，能反复多次使用。便于运输和贮存，有利于自动化生产。固定化酶是近十余年发展起来的酶应用技术，在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景。

包埋法
酶被裹在凝胶的细格子中或被半透性的聚合物膜包围而成为格子型和微胶囊型两种。包埋法制备固定化酶除包埋水溶性酶外还常包埋细胞，制成固定化细胞，例如可用明胶及戊二醛包埋具有青霉素酰化酶活力的菌体，可连续水解帤基青霉素，工业生产6-氨基青霉烷酸。
酶经过固定化后，比较能耐受温度及pH的变化，最适pH往往稍有移位，对底物专一性没有任何改变，实际使用效率提高几十倍（如5′-磷酸二酯酶的工业应用）甚至几百倍（如青霉素酰化酶的工业应用）。

『捌』 酶的固定化方法有哪些各有何分缺点

固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。但是,由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用,因此对一些反应不适用。化学法是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上,使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法.

『玖』 包埋法固定化酶的优缺点

优点

1，方法简便，将细胞与单体或聚合物一起聚凝，细胞被包埋在形成的聚合物之中。

2，条件温和，可选用不同的聚合物载体，不同的包埋系统和条件，以保持细胞的酶催化活性。

3，细胞不易渗漏，稳定性好。

4，有较高的细胞容量，聚合体中的细胞含量可达40%-70%。

缺点

由于固定化细胞技术不够成熟，在固定化细胞的包埋材料的有无毒性及某性能，固定化细胞的强度及无杂菌性等方面还存在不足，固定化细胞技术主要用于污水处理。要将固定化技术更好地用于生产食品，药品等方面，就必需研究出更多更好的无毒价廉的包埋材料，不断探索出提高固定化细胞强度的方法。

包埋法定义：将酶、细胞或原生质体包埋在各种多孔载体中，使其固定化的方法。

分类：根据载体的材料和方法的不同分为凝胶包埋法（网格型包埋法）、半透膜包埋法（微囊型包埋法）。

酶固定化后一般稳定性增加，易从反应系统中分离，且易于控制，能反复多次使用。便于运输和贮存，有利于自动化生产，但是活性降低，使用范围减小，技术还有发展空间。固定化酶是近十余年发展起来的酶应用技术，在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景。

『拾』 1、简述酶工程的研究内容 2、什么是固定化酶 3、固定化酶和固定化细胞的特点和优点各是什么怎样制备

酶工程的研究内容:

酶工程主要研究酶的生产、纯化、固定化技术、酶分子结构的修饰和改造以及在工农业、医药卫生和理论研究等方面的应用。

固定化酶:

固定化酶（immobilized enzyme），是用物理或化学方法处理水溶性的酶使之变成不溶于水或固定于固相载体的但仍具有酶活性的酶衍生物。

固定化酶和固定化细胞的特点和优点各是什么？怎样制备

固定化酶的特点和优点:
（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。
固定化细胞的特点和优点：
1.使用固定化细胞省去了酶的分离过程，显著降低了成本。
2.固定化细胞为多酶系统，不需要辅助因子
3.增加了细胞对不利环境的耐逆性，可重复使用。
4.增加了酶的稳定性。
固定化酶制备：
1、吸附法：
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的方法，是固定化中最简单的方法。酶与载体之间的亲和力是范德华力、疏水相互作用、离子键和氢键等。
2、包埋发：
将酶包埋在高聚物的细微凝胶网格中或高分子半透膜内的固定化方法。前者又称为凝胶包埋法，酶被包埋成网格型；后者又称为微胶囊包埋法，酶被包埋成微胶囊型。
3、共价键结合法：
将酶与聚合物载体以共价键结合的固定化方法。
4、交联法
使用双功能或多功能试剂使酶分子之间相互交联呈网状结构的固定化方法。由于酶蛋白的功能团，如氨基、酚基、巯基和咪唑基，参与此反应，所以酶的活性中心构造可能受到影响，而使酶失活明显。但是尽可能地降低交联剂浓度和缩短反应时间将有利于固定化酶活力的提高。

固定化细胞的制备：

一种固定化细胞的制备方法，包括以下步骤： a．选用甲烷利用细菌Methylomonas sp．GYJ3，在可供给微生物能量的甲烷和空气的混合气体中，辅以无机培养基进行培养； b．培养好的菌体细胞离心后用无机培养基悬浮，加入到硅酸钠溶液和盐酸溶液制成的溶胶中，待溶胶凝固变成凝胶后，就制得了包埋的细胞，将包埋细胞置于低温环境中以增加包埋强度； c．用磷酸盐缓冲液洗去包埋细胞的杂质，充入可给微生物提供能量的相应的甲烷与空气的混合气体，在摇床上培养48－120小时。

希望对你有用，得个分太不容易了，呵呵。