酶固定化载体及固定化方法最新研究进展

游离酶在工业生产等实际应用中存在着性质较不稳定、耐酸碱性弱、耐热性不强等诸多的局限性,对游离酶进行固定化是克服上述的不足的有效手段。本文将对常见的固定化载体(有机载体材料、无机载体材料和复合载体材料)和固定化方法(吸附法、包埋法、离子结合法、交联法和热处理法)以及一些新型固定化方法和新载体研究进展进行系统的深入介绍,并归纳和总结它们各自的特点。最后介绍了当前酶固定化载体材料和固定化方法的研究重点,以及阐述了固定化酶技术未来的趋势—运用复合载体材料和多种方法联用的固定化技术。     

酶固定化无机载体材料的研究进展

近年来,酶固定化技术已在食品工业、医药、精细化学品工业,尤其是手性化合物等行业得到广泛应用,在废水处理方面也取得了一定进展。然而,载体材料的物理和化学性能直接影响固定化酶的催化活性。本文介绍了酶固定化常用无机载体材料一传统的无机载体材料、改性无机载体材料以及复合载体材料,并对酶固定化用无机载体材料的发展进行了展望。     

无机固定化酶载体材料的研究进展

无机固定化酶载体材料具有较高的化学稳定性、机械强度和较低的使用成本,特别适合大规模工业应用。固定化酶作为一种高选择性的生物催化剂,在生物体外同样可以高效率的催化化学反应的进行。本文系统的分析和综述了各种无机载体材料的优缺点、制备方法及其在固定化酶方面的研究进展,并对这些固定化载体材料的应用前景进行了预测。     

漆酶的固定化技术及固定化漆酶载体材料研究进展

漆酶作为一种含铜的多酚氧化酶,可催化降解多种有机污染物且发生反应后唯一的产物是水。漆酶具有催化效率高、贮存要求低等优点,在酶催化领域得到了广泛的关注。漆酶固定化技术是通过物理或化学的方法将游离漆酶和相应载体材料结合起来。与游离漆酶相比,固定化漆酶表现出更高的重复使用性以及在温度、pH、储存、操作方面表现出更高的稳定性。结合目前固定化漆酶技术的研究现状和应用情况,文中介绍了漆酶的结构特征和催化特性,并综述了漆酶固定化技术和固定化漆酶载体材料的研究进展,指出了漆酶的固定化技术和载体材料目前存在的问题和未来的发展前景,旨在为进一步对固定化漆酶的研究和开发应用提供参考依据。     

青霉素酰化酶固定化载体材料研究进展

就青霉素酰化酶固定化载体材料的研究和应用进行了论述。重点介绍了功能基化高分子聚合物、含环氧基高分子聚合物、离子型层状水滑石和介孔分子筛等新型载体的结构特性和对青霉素酰化酶的固定化作用,并对近年来固定化生物酶载体材料的发展动向和趋势加以评述和展望。     

固定化酶研究进展

固定化酶有许多优点,尤其是稳定性和可重复使用性使其在许多领域得到广泛应用.固定化酶技术是一门交叉学科技术,目前已得到长足的发展.介绍了固定化酶制备的传统方法以及一些新方法,同时对酶在一些性能优良的载体上的固定进行了综述.     

用于酶固定化的高分子载体材料研究进展

固定化酶是一种高效、高选择性和反应条件温和的生物催化剂。近年来,高分子材料作为酶固定化载体的研究越来越受到重视,相关的研究报道很多。对近十多年来用于固定化酶的高分子载体材料以及它们的优缺点进行了综述,并对用于酶固定化高分子载体材料的发展前景作了展望。     

用于固定化酶和细胞的陶瓷载体

本文简述了酶和细胞的固定化方法及作为载体材料之一的陶瓷的一些特性。结合固定化酶和细胞的性质和应用情况,认为采用陶瓷载体具有一系列的优点。文中列举了采用陶瓷做载体的实例。认为陶瓷作为固定化酶和细胞的载体可促进固定化酶和细胞技术及生物反应器的发展。此外还指出这一领域尚有很多问题还需要深入地进行研究。     

纳米载体固定化酶的研究

介绍了纳米载体固定化酶的研究,包括纳米载体材料的种类及分类、纳米载体固定化酶的主要方法及应用现状、纳米载体固定对酶活力、稳定性、特异性、结构和功能等的影响,对该技术的研究做了分析和展望.     

吸附法固定化酶的研究进展

酶的固定化是生物技术中最为活跃的研究领域之一。吸附法固定化载体选择范围较广,价格低廉,固定化操作过程简单,在经济上是最具吸引力的固定化方法。综合性能优良的载体材料的设计与制备是固定化酶技术领域的一个非常重要的研究内容。介绍了吸附法固定化酶的独特优势,对近年来国内外有关吸附固定化酶新型载体材料、载体材料的改性以及固定化方法的研究现状进行了简要的综述,并对吸附法固定化酶产业化技术瓶颈及发展趋势进行了总结。     

金属有机骨架材料载体用于酶固定化的研究进展

现有的固定化酶技术存在低稳定性、低回收利用率等缺点,而金属有机骨架材料（MOFs）凭借自身独特的性质如特定的主-客体相互作用及限域效应,极大提高了酶的负载率以及限制酶分子的流失,甚至极端环境下仍能维持酶的活性,近年来成为固定化酶载体的研究热点。本文从酶-MOF复合物的合成策略出发,介绍了利用MOFs载体完成酶固定化包括表面吸附、共价结合、孔道包埋和原位合成这4种方法的优劣势,重点概述了酶-MOF复合物在微反应器构建、级联反应等应用领域的巨大潜力。研究进展表明,有巨大优势的新型MOFs载体将有力促进酶-MOF复合物作为优异的催化剂、生物传感器等在多学科领域的发展。     

酶的固定化及在生物传感器的应用

简要介绍了传统的酶固定化方法,对这一领域的新进展进行了综述.对酶生物传感器在食品分析、环境监测、医学和军事上的应用作了介绍,并对其发展前景进行了展望.     

面向生物能源的酶固定化的计算机模拟

利用酶固定化技术来对生物质发酵获取生物能源已显得日益重要。酶与表面间的相互作用强烈影响固定化酶的取向,进而影响催化效率。本文采用并行退火蒙特卡洛（PTMC）方法对三种生物能源用酶（脂肪酶、纤维素酶和氢化酶）在不同的带电表面和离子强度下的吸附取向进行了模拟研究。模拟结果发现三种酶的吸附主要由静电吸引力主导,并且很大程度上与蛋白表面带电氨基酸的分布和溶液离子的静电屏蔽有关。脂肪酶和氢化酶在带负电表面上吸附,其活性位和电子转移通道分别为朝向溶液和靠近表面,而纤维素酶则在带正电表面上取得较优的吸附取向。本文研究结果可为工业用酶以合理的取向在载体材料表面固定化提供一定的指导。     

生物燃料电池酶电极的研究进展

综述了生物燃料电池酶电极的研究进展,尤其是近年来在氧化还原酶的种类、电子介体电极、直接电子传递电极以及固定化酶等方面的研究成果。从提高生物燃料电池的转换效率出发,分析各因素对酶电极性能的影响,包括针对不同底物燃料使用相应的氧化还原酶实现电极之间的电子传递、小分子或聚合物中介体存在下提高电流密度、导电聚合物等修饰电极对直接电子传递效率的贡献,以及物理或化学的酶固定化方法增加酶的稳定性等。因此采用新材料及新工艺构筑酶电极,最大程度上保持酶的活性,提高载酶量及电子传递效率,将成为该领域未来的发展方向。     

改性陶粒固定化酶的研究

探索了以改性陶粒为载体固定化木瓜蛋白酶,通过对比实验确定了偶联剂种类和最佳固定化方案:采用硅烷(KH-570)和戊二醛共同偶联固定化酶。通过正交实验确定了各因素浓度的最优组合:盐酸浓度为0.20 mol/L、硅烷质量分数为0.392%、戊二醛质量分数为0.25%。同时,测得该活化条件下固定化酶的活力回收和相对活力分别为7.16%和9.90%。     

Evaluation of nanogels as supports for enzyme immobilization

Nanogels are hydrophilic polymers made up of crosslinked nano‐sized particles. These nanogels have large surface area that offers several functional groups as reserves for binding drugs, generating biosensors and as supports for enzyme immobilization. This mini‐review is an attempt to evaluate the recent developments in the use of nanogels as supports in enzyme immobilization. Emphasis is laid on the effect of nanogel structure and immobilization protocol on the property profile of the immobilized enzymes as compared with their free counterparts. The prospective applications of the nanogel‐immobilized enzymes are also evaluated. © 2014 Society of Chemical Industry     

Fabrication of macroporous hydrogel membranes using photolithography for enzyme immobilization

BACKGROUND: The main problem when immobilizing enzyme inside hydrogel is the activity loss of the trapped enzymes due to the limitation on diffusion. In this study, macroporous poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogel membrane was fabricated using photolithography to enhance the activity of immobilized enzyme. RESULT: Photopolymerization through the designed photomask produced crosslinked hydrogel with tunnel‐like macropores which were completely opened from top to bottom of the hydrogel membranes. Arrays of pores with 50 µm and 100 µm diameters were successfully created in the hydrogel membranes, and the pore density could be controlled by changing the photomask design. An activity study demonstrated that there was an enhancement of more than 50% in glucose oxidase activity in the macroporous membrane in comparison to the nonporous membrane. The activity of immobilized enzyme could be further enhanced by increasing the pore density of the hydrogel membranes or by using a higher molecular weight PEG. CONCLUSION: Increased enzymatic activity was observed in macroporous hydrogel membranes compared with nonporous hydrogel membranes due to the higher surface to volume ratio provided by the macroporous structure. Compared with other methods of obtaining porous hydrogel, the proposed method is much simpler and can minimize the deactivation of enzyme. Copyright © 2007 Society of Chemical Industry     

磁性壳聚糖微球的合成及其在固定化血管紧张素转化酶的应用

以化学共沉淀法合成Fe3O4纳米粒子为磁核,采用乳化交联法制备磁性壳聚糖微球,并对其形貌、结构和磁饱和强度等性质进行了表征。以磁性壳聚糖微球作为载体,固定化猪肺粗提物中的血管紧张素转化酶,并对固定化条件进行研究。结果表明,固定化血管紧张素转化酶的最佳条件为：pH值为8.3,最佳温度为50 ℃,最佳时间为1.5 h,最佳酶溶液蛋白浓度为6 mg/mL,此时固定化酶活力最高为0.048 U/g微球。与游离酶相比,固定化酶的pH值稳定性和热稳定性均得到提高。固定化酶重复使用10次,仍然保持40%以上相对活力,说明磁性壳聚糖微球是固定化血管紧张素转化酶的良好载体。