固定化酶（immobilized enzyme）是20世紀60年代發(fā)展起來的一種新技術，指在特定空間范圍內(nèi)發(fā)揮催化作用，并能夠反復和連續(xù)使用的酶。這一技術將原本在水溶液中發(fā)揮作用的酶，通過物理或化學手段處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒匀痪邆浠钚缘臓顟B(tài)。固定化酶的發(fā)展歷史始于1910年，至20世紀60年代開始正式研究，70年代在全球范圍內(nèi)普及。該技術在工業(yè)生產(chǎn)、化學分析和醫(yī)藥等領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。
特征
固定化酶的形式多種多樣，包括顆粒、線條、薄膜和酶管等形狀。其中顆粒和線條主要應用于工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)，而薄膜主要用于酶電極，酶管因其較強的機械強度適合工業(yè)生產(chǎn)。固定化酶的優(yōu)勢在于穩(wěn)定性增強，易于分離和控制，可重復使用，有助于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)和環(huán)保效益。然而，固定化也可能導致酶的部分失活，影響其反應動力學，且不適合所有類型的底物和反應。
制備方法
固定化酶的制備方法可分為物理法和化學法兩類。物理方法包括物理吸附法、包埋法等，其中物理吸附法操作簡單，條件溫和，不易引起酶變性或失活?；瘜W法包括結(jié)合法、交聯(lián)法，其中結(jié)合法常用的有離子結(jié)合法和共價結(jié)合法，后者可通過共價鍵將酶與載體相連。交聯(lián)法則依賴于雙功能團試劑使酶分子相互交聯(lián)。包埋法則是將酶包裹在凝膠網(wǎng)格或半透性聚合物膜中。
應用領域
固定化酶在多個領域有著廣泛應用，包括工業(yè)生產(chǎn)、化學分析和醫(yī)療保健。它可以制成顆粒裝成酶柱用于連續(xù)生產(chǎn)，或在反應器中進行批式攪拌反應。酶膜和酶管可用于分析化學，而微膠囊酶則可在臨床治療中使用。酶膜還可與其他元素組合構(gòu)成生物傳感器，用于測定有機化合物和有害物質(zhì)的檢測。
商業(yè)價值
固定化酶具有較高的商業(yè)價值，體現(xiàn)在便利性、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性方面。固定化酶的操作更加便捷，產(chǎn)生的廢料較少，且具有可再生性，這在工業(yè)化酶促反應中尤其重要。此外，固定化酶的溫度和化學耐受性均高于游離酶，使其在極端環(huán)境下也能保持穩(wěn)定。
參考資料 >
固定化酶.cjb.ijournals.cn.2024-09-15
酶的固定化.分子催化.2024-09-15
微膠囊固定化酶的制備及應用.豆丁網(wǎng).2024-09-15