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环境生物
生物催化的优缺点
（1）优点：
工业催化在常温、常压下进行反应，具有投资少、耗能低以及温室气体排放量低的优点，而且生物催化剂是微生物和蛋白质，可生物降解，环境友好，具有极高的催化效率，并具有高度专一性，包括应的原料转换成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。
酶的固定化
游离酶的一些不足之处：
（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
1、为什么开展酶的固定化技术？
2、什么是固定化酶？
水溶性酶
水不溶性载体
固定化技术
水不溶性酶
（固定化酶）
固定化酶是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。
固定化酶是20世纪50年代发展起来的一项技术
1969年固定化氨基酸酸化酶在工业生产中被正式应用
1971年的第一届国际酶工程会议上，正式 采用固定化酶
3、固定化酶的优点和缺点
优点：
—易于将酶与底物及产物分离，因而产物相对容易提纯；
—酶能够重复利用，使用效率提高，成本低；
—大多数情况下可以提高酶的稳定性；
—可以增加产物的收率，提高产物质量；
—有利于实现管道化、连续化以及自动化操作，易于与各种分离手段联用。
缺点：
但由于固定化酶是通过反应而被结合在载体上，固定化过程中酶的活力难免有一定损失；
而底物则要求是水溶性的，这样才能够接触酶而发生反应；
也不适宜于需要辅助因子的反应。
胞内酶必须经过酶的分离过程

交联法
胶体包埋法
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
固定化酶的模式图
1、吸附法
吸附法是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。
常用载体：活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶、羟基磷灰石。
优点：操作简单、条件温和、载体廉价易得、可反复使用。
缺点：结合力不劳、容易脱落。
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。
载体：琼脂、琼脂糖、海藻酸钠、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺……
（1）凝胶包埋法：
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）半透膜包埋法
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.
制备方法：
酶， 水，
乙二胺
癸二酰氯+氯仿
优点：结合力劳、活力回收高、底物专一性不变。
缺点：制备较难，载体无法回收、扩散限制。
包埋法
3、结合法
选择适宜载体，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。
（1）离子结合法：通过离子键使酶与载体结合的固定化方法。
载体：DEAE纤维素、TEAE纤维素、DEAE葡聚糖凝胶……
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（2）共价结合法：通过共价键将酶与载体结合的固定化方法。
载体：
纤维素
琼脂糖凝胶
葡聚糖凝胶
甲壳质
氨基酸共聚物
……
酶分子中可以形成共价键的基团：
氨基、羧基、巯基、羟基、酚基、咪唑基
载体
活泼基团
4、交联法
（1）交联法常用试剂
（2）交联形式
酶直接交联法：
方 法
优 点
缺 点
吸附法
制作条件温和、简便、成本低、载体再生、可反复使用
结合力弱，对pH、离子强度、温度等因素敏感，酶易脱落，酶的装载容量较小
共价法
酶分子的官能团和载体表面的基团发生反应；酶的结合力强，非常稳定
偶联条件激烈，易引起酶失活；成本高
交联法
可用的交联试剂多，技术简易，酶的结合力强，稳定性高
交联条件激烈，机械性能差
包埋法
包埋材料、包埋方法可选余地大，固定化酶的使用面广，包埋条件温和
仅可用于低分子量的底物，不适用于柱系统，常有扩散限制问题
各种酶固定化方法的比较
酶分子修饰及修饰目的
1、酶分子修饰
指通过对酶蛋白主链的剪接、切割和侧链的化学修饰对酶分子进行改造。
限制酶大规模应用的原因：
1)细胞外稳定性差；
2)酶活性不够高；
3)具有抗原性。
改变酶特性有两种主要的方法：
1)通过分子修饰的方法来改变已分离出