山东理工大学：《蛋白质与酶工程》课程教学课件（讲稿）第六章 酶固定化

第六章酶固定化 酶固定化有何意义/固定化背景？

第六章 酶固定化 酶固定化有何意义/固定化背景？

直接应用酶（游离酶)的不足之处： 1.酶的稳定性差（温度、pH等）。 2.一次性使用（反应后与底物 产物混合，难回收)。 3.分离纯化困难（酶成为杂质）。 固定化酶：被固定在某一 有限空间内不再能自由流 动而仍有催化活性的酶。 酶解罐简易图

直接应用酶（游离酶）的不足之处： 酶解罐简易图 1. 酶的稳定性差（温度、pH等）。 2. 一次性使用（反应后与底物 产物混合，难回收）。 3. 分离纯化困难（酶成为杂质）。 固定化酶：被固定在某一 有限空间内不再能自由流 动而仍有催化活性的酶

第一节固定化酶的制备技术 酶的固定化：是通过物理的或化学的手段，将酶束缚于水不 溶的载体上，或将酶束缚在一定的空间内，限制酶分子的 自由流动，但能使酶充分发挥催化作用。 固定化酶：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。 概念发展 “水不溶酶”(water insoluble enzyme) “固相酶”(solid phase enzyme). 1971年第一届国际酶工程会议正式采用“固定化酶 (immobilized enzyme)

3 第一节 固定化酶的制备技术 酶的固定化:是通过物理的或化学的手段，将酶束缚于水不 溶的载体上，或将酶束缚在一定的空间内，限制酶分子的 自由流动，但能使酶充分发挥催化作用。 固定化酶: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。 概念发展 “水不溶酶”（water insoluble enzyme) “固相酶”（solid phase enzyme) 1971年第一届国际酶工程会议正式采用“固定化酶 （immobilized enzyme)

固定化酶的制备方法 吸附法 凝胶包埋法 包埋法 「半透膜包埋法 结合法 离子键结合法 共价键结合法 交联法 热处理法

一、固定化酶的制备方法 交联法 凝胶包埋法 半透膜包埋法 离子键结合法 共价键结合法 热处理法 结合法 包埋法 吸附法

1、吸附法 ① 通过氢键、疏水作用和π电子亲和力等物理作 用，将酶固定于水不溶载体上，从而制成固 定化酶。 ②固体吸附剂：活性炭、硅藻土、多孔陶瓷、多 孔玻璃等。 ③吸附法只需将酶液与吸附剂接触

5 1、吸附法 ① 通过氢键、疏水作用和π电子亲和力等物理作 用，将酶固定于水不溶载体上，从而制成固 定化酶。 ② 固体吸附剂: 活性炭、硅藻土、多孔陶瓷、多 孔玻璃等。 ③ 吸附法只需将酶液与吸附剂接触

2、包埋法 包埋法是将聚合物的单体与酶溶液混合 再循筋字聚冷助进剂（苞括交联剂的审 进行聚合，酶被包理在聚合物中中以达到固 定花。 2.1凝胶包埋法 2.2半透膜包埋法 6

6 2、包埋法 •包埋法是将聚合物的单体与酶溶液混合， 再借助于聚合助进剂(包括交联剂)的作用 进行聚合，酶被包埋在聚合物中以达到固 定化。 2.1 凝胶包埋法 2.2 半透膜包埋法

2.1凝胶包埋法 ·应用最广泛的固定化方法。 ·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

7 2.1 凝胶包埋法 • 应用最广泛的固定化方法。 • 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

2.1凝胶包埋法 ①琼脂凝胶包埋法 将一定量的琼脂加到一定体积的水中，加热使 之溶解，然后冷却至48-55℃，加入一定量的酶 ， 迅速搅拌均匀后，趁热将其分散在预冷的甲苯或 四氯乙烯溶液中，形成球状固定化胶粒，分离后 洗净备用。也可将其摊成薄层，待其冷却凝固后 将固定化胶层切成所需的形状

① 琼脂凝胶包埋法 2.1 凝胶包埋法 ￾￾￾￾￾将一定量的琼脂加到一定体积的水中，加热使 之溶解，然后冷却至48-55℃，加入一定量的酶， 迅速搅拌均匀后，趁热将其分散在预冷的甲苯或 四氯乙烯溶液中，形成球状固定化胶粒，分离后 洗净备用。也可将其摊成薄层，待其冷却凝固后， 将固定化胶层切成所需的形状

2.1凝胶包埋法 ② 海漠酸钙凝胶包埋法 海藻酸钠： 1是海藻酸衍生物中的一种，由甘露糖醛酸和古洛糖醛酸 经糖苷键连接而成的天然高分子。 1海藻酸钠价廉易得，有很强的亲水性、低免疫原性以及 一定的生物惰性，已经用于细胞包封和药物缓释等多种医 学应用。 1海藻酸盐结构中的-COO-易与Ca2+键合形成离子交联 形成水凝胶

② 海藻酸钙凝胶包埋法 2.1 凝胶包埋法 ￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾海藻酸钠： l￾￾是海藻酸衍生物中的一种，由甘露糖醛酸和古洛糖醛酸 经糖苷键连接而成的天然高分子。 l￾￾海藻酸钠价廉易得，有很强的亲水性、低免疫原性以及 一定的生物惰性，已经用于细胞包封和药物缓释等多种医 学应用。 l￾￾海藻酸盐结构中的-COO-易与Ca2+键合形成离子交联 形成水凝胶

coO COO 海藻酸钠遇到钙离子可迅速发生离 O 子交换，生成凝胶。 OH OF 利用这种性质，将海藻酸钠溶液滴 OHOH 入含有钙离子的水溶液中可产生海 B-D-Manno- a-L-Gulo M G 藻酸钙胶球 COO OH OH M and G 海藻酸钠的结构式

海藻酸钠遇到钙离子可迅速发生离 子交换，生成凝胶。 ￾￾利用这种性质，将海藻酸钠溶液滴 入含有钙离子的水溶液中可产生海 藻酸钙胶球