酶與細胞固定化課件

1、游離酶的缺點：游離酶的缺點： (1) 酶的催化效率不夠高酶的催化效率不夠高 (2) 酶的穩(wěn)定性較差酶的穩(wěn)定性較差（熱、酸堿、有機溶劑對其有（熱、酸堿、有機溶劑對其有 影響）。影響）。 (4)產物的分離純化較困難產物的分離純化較困難 ，酶在催化反應結束后，酶在催化反應結束后 與產物混在一起，給產物的進一步分離純化帶來一與產物混在一起，給產物的進一步分離純化帶來一 定的困難。定的困難。 (3)酶使用后通常不能回收，這種酶使用后通常不能回收，這種一次性使用酶一次性使用酶的的 方式，不僅使生產成本提高，而且難于連續(xù)化生產，方式，不僅使生產成本提高，而且難于連續(xù)化生產， 從而導致酶的使用效率低，產品成本

2、高。從而導致酶的使用效率低，產品成本高。 借助各種借助各種物理或化學方法物理或化學方法，將，將 酶固定于酶固定于水不溶性載體水不溶性載體上的過程。上的過程。 固定在載固定在載 體上并在一定空間范圍內進行催化反應的酶。體上并在一定空間范圍內進行催化反應的酶。 水不溶性酶水不溶性酶 水溶性酶水溶性酶水不溶性載體水不溶性載體 水不溶性酶水不溶性酶 （固定化酶）（固定化酶） 固定化技術固定化技術 可以反復使用，有利于工藝的連續(xù)化?？梢苑磸褪褂茫欣诠に嚨倪B續(xù)化。 反應后易于分離，簡化了提純工藝，反應后易于分離，簡化了提純工藝， 產物得率高，利于提高產品質量。產物得率高，利于提高產品質量。 可提高穩(wěn)定

3、性可提高穩(wěn)定性 反應過程可以嚴格控制，有利于工藝反應過程可以嚴格控制，有利于工藝 自動化。自動化。 適應于多酶反應體系。適應于多酶反應體系。 一、固定化酶的優(yōu)缺點一、固定化酶的優(yōu)缺點 缺缺 點點 比較適應水溶性底物和小比較適應水溶性底物和小 分子底物。分子底物。 固定化成本高。固定化成本高。 酶固定化時酶的活力酶固定化時酶的活力 有所損失。有所損失。 1.吸附法吸附法 2.包埋法包埋法 3.共價偶聯法共價偶聯法 4.交聯法交聯法 固定化方法固定化方法 吸附法吸附法結合法結合法交聯法交聯法包埋法包埋法 網格型網格型微囊型微囊型 離子鍵離子鍵 結合法結合法 物理物理 吸附法吸附法 共價鍵共價鍵 結

4、合法結合法 （1 1）定義：利用各種固體吸附劑將酶或）定義：利用各種固體吸附劑將酶或 含酶菌體吸附在其表面上。含酶菌體吸附在其表面上。 物理吸附法（物理吸附法（physical adsortionphysical adsortion） 作用力：氫鍵、疏水鍵作用力：氫鍵、疏水鍵 常用載體：常用載體：氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔 玻璃、硅膠、羥基磷灰石玻璃、硅膠、羥基磷灰石、纖維素、大孔合成纖維素、大孔合成 樹脂樹脂等。等。 優(yōu)點：優(yōu)點： 缺點：缺點： （3 3）制備方法：）制備方法： a. a. 靜態(tài)法靜態(tài)法 (statia procedure) (statia

5、procedure) ： 沒有攪拌、振搖情況下，將載體直接加入酶溶液，沒有攪拌、振搖情況下，將載體直接加入酶溶液， 通過自然吸附、解吸、再吸附等過程、制備固定化酶。通過自然吸附、解吸、再吸附等過程、制備固定化酶。 該法操作簡便，但效率低，耗時，吸附量小且不均勻。該法操作簡便，但效率低，耗時，吸附量小且不均勻。 b.b.電沉積法電沉積法 (electrodeposition procedure) (electrodeposition procedure) ： 在酶溶液中放置兩個電極，在電極鄰近加入載體，在酶溶液中放置兩個電極，在電極鄰近加入載體， 接通電源，酶移向電極并沉積到載體表面，以制備固定

6、接通電源，酶移向電極并沉積到載體表面，以制備固定 化酶。化酶。 該法可提高吸附時局部濃度，增加吸附量，但要注該法可提高吸附時局部濃度，增加吸附量，但要注 意酶在電場中的穩(wěn)定性。意酶在電場中的穩(wěn)定性。 c. c. 混和振搖裝載法混和振搖裝載法 (mixing or shaking bath (mixing or shaking bath loading) loading) ： 是實驗室常用方法，載體與酶液混和后，要在攪是實驗室常用方法，載體與酶液混和后，要在攪 拌下或搖床連續(xù)振搖下完成固定化。拌下或搖床連續(xù)振搖下完成固定化。 該法固定化較為均勻，要注意攪拌或振搖速率，該法固定化較為均勻，要注意攪

7、拌或振搖速率， 既不破壞酶和載體結構，又要達到充分混和目的。既不破壞酶和載體結構，又要達到充分混和目的。 d. d. 反應器裝載法反應器裝載法(reactor loading process)(reactor loading process)： 這是工業(yè)上常用方法，它將固定化和其后的應用這是工業(yè)上常用方法，它將固定化和其后的應用 連在一起，即先將載體裝于反應器中，再加上酶液，連在一起，即先將載體裝于反應器中，再加上酶液， 然后通過循環(huán)流振動方式使酶和載體達到充分混和。然后通過循環(huán)流振動方式使酶和載體達到充分混和。 (1) (1) 定義：定義：將酶分子包埋在各種多孔載體中，將酶分子包埋在各種多孔

8、載體中， 制成一定形狀的固定化酶的技術，主要用于水溶制成一定形狀的固定化酶的技術，主要用于水溶 性性小分子底物小分子底物轉化反應。轉化反應。 2 2、包埋法：、包埋法：(entrapment)(entrapment) (2)(2)包埋法的類型：包埋法的類型：酶被包埋成網格型稱為酶被包埋成網格型稱為凝凝 膠膠包埋法；酶被包埋成微膠囊型稱為包埋法；酶被包埋成微膠囊型稱為微膠囊微膠囊包埋包埋 法。法。 包埋過程包埋過程不發(fā)生反應不發(fā)生反應 凝膠包埋法（網格型）：凝膠包埋法（網格型）： 將酶包埋在凝膠內部的微將酶包埋在凝膠內部的微 孔中。孔中。 微膠囊包埋法（微囊型）：微膠囊包埋法（微囊型）： 將酶包

9、埋在高分子半透膜將酶包埋在高分子半透膜 中。中。 a. a. 凝膠包埋：凝膠包埋： 使用的多孔載體及其特點使用的多孔載體及其特點 海藻酸鈣凝膠包埋法：海藻酸鈣凝膠包埋法： 滴至滴至 海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液E (or cell) CaCl2 溶液中溶液中 IE(or IC) 角叉菜膠包埋法：角叉菜膠包埋法： 滴至滴至 角叉菜膠角叉菜膠E (or cell) KCl 溶液中溶液中 IE (or IC) 聚丙烯酰胺凝膠包埋法：聚丙烯酰胺凝膠包埋法： 過硫酸鉀過硫酸鉀 Acr+ Bis+E (or cell) IE (or IC) 二甲氨基丙腈二甲氨基丙腈 b. b. 微囊型包埋微囊型包埋(micr

10、oencapsulation)(microencapsulation)： 又稱半透膜包埋法：又稱半透膜包埋法： 將酶包埋于由各種將酶包埋于由各種高分子高分子聚合物（直徑幾十微聚合物（直徑幾十微 米幾百微米，厚約米幾百微米，厚約25mm25mm的半透膜）制成的小球內，的半透膜）制成的小球內， 制成固定化酶。制成固定化酶。 常用半透膜有：聚酰胺膜、火棉膠膜常用半透膜有：聚酰胺膜、火棉膠膜 制備方式：界面沉降法、界面聚合法、表面活性制備方式：界面沉降法、界面聚合法、表面活性 劑乳化液包埋法。劑乳化液包埋法。 分述如下：分述如下： 界面沉降法：界面沉降法： 利用高聚物在水相和有機相的界面上溶解度利用高

11、聚物在水相和有機相的界面上溶解度 降低而凝聚，易形成皮膜而將酶包埋于中。降低而凝聚，易形成皮膜而將酶包埋于中。 例：例： 以火棉膠（硝酸纖維素）包埋酶時，先以火棉膠（硝酸纖維素）包埋酶時，先 將酶的水溶液在含有硝酸纖維素的乙醚溶液中乳將酶的水溶液在含有硝酸纖維素的乙醚溶液中乳 化、分散，然后再加入苯甲酸丁酯，促使硝酸纖化、分散，然后再加入苯甲酸丁酯，促使硝酸纖 維素在酶液液滴周圍凝聚，最后用維素在酶液液滴周圍凝聚，最后用Tween20Tween20破乳破乳 化后，就可得到含酶的火棉膠囊?；?，就可得到含酶的火棉膠囊。 脂質體包埋：脂質體包埋： 將酶包埋于脂質體將酶包埋于脂質體(Liposome

12、)(Liposome)中的方法。脂質中的方法。脂質 體是指具有脂雙層結構和一定包囊空間的微球體。體是指具有脂雙層結構和一定包囊空間的微球體。 脂質體包埋的特點：脂質體包埋的特點： 具有一定的機械性能，能定向將酶等被包裹物具有一定的機械性能，能定向將酶等被包裹物 攜帶到體內特定部位，然后將被包裹物質釋放。因攜帶到體內特定部位，然后將被包裹物質釋放。因 此，其在藥物應用方面受到重視此，其在藥物應用方面受到重視。 與凝膠包埋法相比，微囊型包埋法的優(yōu)點：與凝膠包埋法相比，微囊型包埋法的優(yōu)點： 1 1）固定化酶顆粒小。）固定化酶顆粒小。 2 2）半透膜能阻止蛋白質分子滲漏和進入，注）半透膜能阻止蛋白質分

13、子滲漏和進入，注 入體內既可避免引起免疫過敏反應，也可使入體內既可避免引起免疫過敏反應，也可使 酶免遭蛋白水解酶的降解，具有較大的醫(yī)學酶免遭蛋白水解酶的降解，具有較大的醫(yī)學 價值。價值。 缺點：缺點：反應條件要求高反應條件要求高, ,制備成本也較高。制備成本也較高。 包埋法是目前應用最多的一種較理想的方包埋法是目前應用最多的一種較理想的方 法，與其它固定化方法相比：法，與其它固定化方法相比： 優(yōu)點：優(yōu)點：不與酶蛋白氨基酸殘基反應，很少改變不與酶蛋白氨基酸殘基反應，很少改變 酶的高級結構，酶活回收率高。酶的高級結構，酶活回收率高。 缺點：缺點：只適合作用于小分子底物和產物的酶。只適合作用于小分子

14、底物和產物的酶。 1 1）離子結合法（）離子結合法（ion bindingion binding） 作用力：離子鍵作用力：離子鍵 常用載體：常用載體：DEAE-DEAE-纖維素、纖維素、 DEAE-DEAE-葡聚糖凝膠、葡聚糖凝膠、CM-CM-纖維素纖維素 3.3.結合法結合法 載體通過載體通過共價鍵共價鍵或或離子鍵離子鍵與酶結合的固定與酶結合的固定 化方法?；椒ā?1 1）離子結合法（）離子結合法（ion bindingion binding） 作用力：離子鍵作用力：離子鍵 常用載體：常用載體：DEAE-DEAE-纖維素、纖維素、 DEAE-DEAE-葡聚糖凝膠、葡聚糖凝膠、CM-CM-纖

15、維素纖維素 優(yōu)缺點：優(yōu)缺點： 催化效率損失小；催化效率損失小； 結合力弱，改變結合力弱，改變pHpH和離子強度和離子強度 可使酶脫落?？墒姑该撀洹?借助共價借助共價 鍵將酶的活性鍵將酶的活性 非必需側鏈基非必需側鏈基 團團和載體的功和載體的功 能基團進行偶能基團進行偶 聯。聯。 2 2）共價結合法）共價結合法 A. A. 載體：親水載體優(yōu)于疏水載體載體：親水載體優(yōu)于疏水載體 如如: :天然高分子衍生物天然高分子衍生物: : 纖維素纖維素 葡聚糖凝膠葡聚糖凝膠 親和性好，機械性能差親和性好，機械性能差 瓊脂糖瓊脂糖 合成聚合物：合成聚合物： 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 聚苯乙烯聚苯乙烯 機械性能好，但

16、有疏水結構機械性能好，但有疏水結構 尼龍尼龍 親水性好，親水性好， 有一定機械強度有一定機械強度 2 2）偶聯方法：）偶聯方法： 芳香氨基芳香氨基 羥基羥基 羥甲基羥甲基 氨基氨基 載載 體體 上上 的的 功功 能能 基基 團團 酶酶 分分 子子 上上 的的 非非 必必 需需 側側 鏈鏈 基基 團團 游離氨基游離氨基 胍基胍基 酚羥基酚羥基 巰基巰基 咪唑基咪唑基 羥基羥基 重氮法重氮法 疊氮法疊氮法 鹵化氫法鹵化氫法 烷化法烷化法 縮合法縮合法 常常 用用 的的 偶偶 聯聯 反反 應應 例如對氨基苯甲基纖維素可與亞硝酸反應例如對氨基苯甲基纖維素可與亞硝酸反應 ROCH2C6H4NH2+HNO

17、2 ROCH2C6H4N+N+H2O 載體活化后，活潑的重氮基團可與酶分子中的載體活化后，活潑的重氮基團可與酶分子中的酚基或咪唑基酚基或咪唑基發(fā)生偶聯反應發(fā)生偶聯反應 值得固定化酶。值得固定化酶。 ROCH2C6H4N+=N+E ROCH2C6H4N NE 亞硝酸可由亞硝酸鈉和鹽酸反應生成：亞硝酸可由亞硝酸鈉和鹽酸反應生成： NaNO2+HCl HNO2+NaCl 疊氮法：疊氮法： 含有含有酰肼基團酰肼基團的載體可用亞硝酸活化，生成疊氮的載體可用亞硝酸活化，生成疊氮 化合物。以羧甲基纖維素為例，先將羧甲基纖維素甲化合物。以羧甲基纖維素為例，先將羧甲基纖維素甲 酯化，再與肼反應生成羧甲基纖維素的

18、酰肼衍生物，酯化，再與肼反應生成羧甲基纖維素的酰肼衍生物， 然后再與亞硝酸反應得到然后再與亞硝酸反應得到疊氮化合物疊氮化合物，這種產物能在，這種產物能在 低溫、低溫、pH 7.5pH 7.58.58.5的情況下和酶的的情況下和酶的氨基氨基直接偶聯。直接偶聯。 疊氮衍生物也能和疊氮衍生物也能和羥基羥基、酚羥基酚羥基或或巰基巰基反應。反應。 ROCH2COOH+CH3OH ROCH2COOCH2 +H2O CMC CMC甲酯甲酯 R-O-CH2-COO-CH2 +NH2-NH2 R-O-CH2-CO-NH-NH2+CH3OH CMC甲酯甲酯 肼肼 CMC酰肼衍生物酰肼衍生物 ROCH2CONHNH

19、2+HNO2 ROCH2CON3+2H2O ROCH2CON3 +H2NE ROCH2CONHE ROCH2CON3 +HOE ROCH2COOE ROCH2CON3 +SHE ROCH2COSE 烷基化法：烷基化法： 含含羥基羥基的載體也可在的載體也可在堿性堿性條件下和條件下和均三氯均三氯 三嗪三嗪(triazinyl)(triazinyl)等反應，在引入活潑的鹵素等反應，在引入活潑的鹵素 后能直接與酶的后能直接與酶的氨基氨基、酚羥基酚羥基或或巰基巰基等偶聯。等偶聯。 優(yōu)點：優(yōu)點：酶與載體結合牢固，不會輕酶與載體結合牢固，不會輕 易脫落，可連續(xù)使用。易脫落，可連續(xù)使用。 缺點：缺點：反應條件

20、較激烈，易影響酶反應條件較激烈，易影響酶 的空間構象而影響酶的催化活性。的空間構象而影響酶的催化活性。 4.4.交聯法（交聯法（crosslinkingcrosslinking） 借助雙功能試劑使酶分子之間、酶分子借助雙功能試劑使酶分子之間、酶分子 與惰性蛋白或酶分子與載體間發(fā)生交聯，形與惰性蛋白或酶分子與載體間發(fā)生交聯，形 成共價鍵連接來制備固定化酶的方法。成共價鍵連接來制備固定化酶的方法。 雙功能試劑：雙功能試劑：常用的是戊二醛常用的是戊二醛 戊二醛有兩戊二醛有兩 個醛基，均可與個醛基，均可與 酶或蛋白質的游酶或蛋白質的游 離氨基反應離氨基反應, ,使酶使酶 蛋白交聯。蛋白交聯。 此法與共

21、價偶聯法利用的均是共價鍵。此法與共價偶聯法利用的均是共價鍵。 在沒有其它載體參與，僅通過酶分子間交聯在沒有其它載體參與，僅通過酶分子間交聯 形成的固定化酶，顆粒很小，而且機械性能不佳，形成的固定化酶，顆粒很小，而且機械性能不佳， 為克服這一缺點，一般可先將酶吸附于載體上，為克服這一缺點，一般可先將酶吸附于載體上， 或者包埋于膠內或微囊內，然后再交聯制成固定或者包埋于膠內或微囊內，然后再交聯制成固定 化酶化酶“網網”膜或膜或“網網”顆粒。這種方法又稱為顆粒。這種方法又稱為雙雙 重固定化法。重固定化法。 交聯反應既能發(fā)生在分子間，也可發(fā)生交聯反應既能發(fā)生在分子間，也可發(fā)生 在分子內。在分子內。 酶

22、濃度低時，交聯發(fā)生在分子內，酶仍保酶濃度低時，交聯發(fā)生在分子內，酶仍保 持溶解狀態(tài)（修飾）。持溶解狀態(tài)（修飾）。 酶濃度高時，交聯發(fā)生在分子間，酶變?yōu)槊笣舛雀邥r，交聯發(fā)生在分子間，酶變?yōu)?不溶態(tài)（固定化）。不溶態(tài)（固定化）。 缺點：缺點： (1)(1)反應條件激烈，酶分子的多個基團反應條件激烈，酶分子的多個基團 被交聯，酶活力損失大。被交聯，酶活力損失大。 (2)(2)制備的固定化酶顆粒較小，給使用制備的固定化酶顆粒較小，給使用 帶來不便。帶來不便。 優(yōu)點：優(yōu)點： 制備簡單、結合牢固、可以長時間使用。制備簡單、結合牢固、可以長時間使用。 固定化方法固定化方法物理吸附法物理吸附法包埋法包埋法離子

23、結離子結 合法合法 共價結共價結 合法合法 交聯交聯 法法 制備難易制備難易易易較難較難易易難難較難較難 結合程度結合程度弱弱強強中等中等強強強強 活力回收活力回收高，酶易流失高，酶易流失高高高高低低中等中等 再生再生可能可能不能不能可能可能不能不能不能不能 費用費用低低低低低低高高中等中等 底物專一性底物專一性不變不變不變不變不變不變可變可變可變可變 各種固定化方法的優(yōu)缺點比較各種固定化方法的優(yōu)缺點比較 固定化方法固定化方法物理吸附法物理吸附法包埋法包埋法離子結離子結 合法合法 共價結共價結 合法合法 交聯交聯 法法 制備難易制備難易易易較難較難易易難難較難較難 結合程度結合程度弱弱強強中等

24、中等強強強強 活力回收活力回收高，酶易流失高，酶易流失高高高高低低中等中等 再生再生可能可能不能不能可能可能不能不能不能不能 費用費用低低低低低低高高中等中等 底物專一性底物專一性不變不變不變不變不變不變可變可變可變可變 各種固定化方法的優(yōu)缺點比較各種固定化方法的優(yōu)缺點比較 三、固定化酶的性質三、固定化酶的性質 大多數酶固定化后，酶活性下降。大多數酶固定化后，酶活性下降。 原因：（原因：（1 1）構象改變；（）構象改變；（2 2）空間位阻）空間位阻 （3 3）活性中心與載體結合）活性中心與載體結合 相對活力低于相對活力低于75%75%， 沒有實際應用價值。沒有實際應用價值。 (4)對變性劑的耐

25、受性提高，在尿素、有機溶對變性劑的耐受性提高，在尿素、有機溶 劑和鹽酸胍等蛋白質變性劑的作用下，仍可保劑和鹽酸胍等蛋白質變性劑的作用下，仍可保 留較高的酶活力等。留較高的酶活力等。 (1)對熱的穩(wěn)定性提高，可以耐受對熱的穩(wěn)定性提高，可以耐受 較高的溫度。對酸堿耐受力增強。較高的溫度。對酸堿耐受力增強。 (2)固定化后半衰期增長，保存穩(wěn)固定化后半衰期增長，保存穩(wěn) 定性好。定性好。 (3)對蛋白酶的抵抗性增強，不易對蛋白酶的抵抗性增強，不易 被蛋白酶水解。被蛋白酶水解。 影響原因：影響原因： 固定化增加了酶活性構象的牢固程度，固定化增加了酶活性構象的牢固程度， 并且固定化后酶分子與載體并且固定化后

26、酶分子與載體多點連接多點連接，可防止，可防止 酶分子伸展變形。酶分子伸展變形。 抑制酶自身降解，酶與載體固定化后抑制酶自身降解，酶與載體固定化后失去了失去了 分子間相互作用的機會分子間相互作用的機會，從而抑制了其自身的，從而抑制了其自身的 降解過程。降解過程。 固定化部分阻擋了固定化部分阻擋了外界不利因素外界不利因素對酶的侵襲，對酶的侵襲， 但是如果固定化觸及到酶的活性部位或調節(jié)部但是如果固定化觸及到酶的活性部位或調節(jié)部 位，也可能導致酶穩(wěn)定性下降。位，也可能導致酶穩(wěn)定性下降。 帶帶負電負電荷載體荷載體 ：最適：最適pH pH 向向堿性堿性偏移。偏移。 帶帶正電正電荷載體荷載體 ：最適：最適p

27、H pH 向向酸性酸性偏移。偏移。 不帶電不帶電荷載體荷載體 : : 最適最適pHpH一般一般不改變不改變。 (2) (2) 產物性質對最適產物性質對最適pHpH影響；影響； 酶催化反應產物為酶催化反應產物為酸性酸性：最適：最適pHpH向向堿性堿性偏移。偏移。 酶催化反應產物為酶催化反應產物為堿性堿性：最適：最適pH pH 向向酸性酸性偏移。偏移。 酶催化反應產物為酶催化反應產物為中性中性：最適：最適pHpH不改變不改變。 影響原因：影響原因： 固相酶顆粒在水溶液中，是被一層幾乎不流動的液固相酶顆粒在水溶液中，是被一層幾乎不流動的液 體包圍著，這層不流動液體叫做擴散層。載體的帶體包圍著，這層不

28、流動液體叫做擴散層。載體的帶 電性質之所以會影響固定化酶的最適電性質之所以會影響固定化酶的最適pHpH值，是由于值，是由于 在使用帶負電荷的載體時，載體會吸引反應液中的在使用帶負電荷的載體時，載體會吸引反應液中的 氫離子氫離子(H+)(H+)到其附近，致使固定化酶所處反應區(qū)域到其附近，致使固定化酶所處反應區(qū)域 的的pHpH值比周圍反應液的值比周圍反應液的pHpH值低一些，這樣就必須把值低一些，這樣就必須把 反應液的反應液的pHpH值提高一些，才能使酶充分發(fā)揮其催化值提高一些，才能使酶充分發(fā)揮其催化 功能。故此，固定化酶的最適功能。故此，固定化酶的最適pHpH顯得比游離酶的最顯得比游離酶的最 適

29、適pHpH值高一些。反之，帶正電荷的載體對氫氧根負值高一些。反之，帶正電荷的載體對氫氧根負 離子有吸引作用，由它制備的固定化酶的最適離子有吸引作用，由它制備的固定化酶的最適pHpH值值 要比游離酶的最適要比游離酶的最適pHpH值低一些。值低一些。 影響原因：影響原因： 固定化載體成為擴散阻礙，使反應產物向外擴散受固定化載體成為擴散阻礙，使反應產物向外擴散受 到一定的限制所造成的。當反應產物為酸性時，由到一定的限制所造成的。當反應產物為酸性時，由 于擴散受到限制而積累在固定化酶所處的催化區(qū)域于擴散受到限制而積累在固定化酶所處的催化區(qū)域 內，使此區(qū)域內的內，使此區(qū)域內的pHpH值降低，必需提高周圍

30、反應液值降低，必需提高周圍反應液 的的pHpH值，才能達到酶所要求的值，才能達到酶所要求的pHpH值。為此，固定化值。為此，固定化 酶的最適酶的最適pHpH值比游離酶要高一些。反之，反應產物值比游離酶要高一些。反之，反應產物 為堿性時，由于它的積累使固定化酶催化區(qū)域的為堿性時，由于它的積累使固定化酶催化區(qū)域的pHpH 值升高，故此使固定化酶的最適值升高，故此使固定化酶的最適pHpH值比游離酶的最值比游離酶的最 適適pHpH值要低一些。值要低一些。 最適溫度與酶穩(wěn)定性有關。最適溫度與酶穩(wěn)定性有關。 多數酶固定化后多數酶固定化后熱穩(wěn)定性上升，最熱穩(wěn)定性上升，最 適溫度也上升（有例外）。適溫度也上升

31、（有例外）。 固定化酶的表觀米氏常數固定化酶的表觀米氏常數K Km m隨載體的帶電性隨載體的帶電性 能變化。能變化。 固定化固定化載體載體與與底物電荷相反底物電荷相反, ,固定化酶的表固定化酶的表 觀觀K Km m值值降低降低。 固定化載體與底物電荷固定化載體與底物電荷相同相同, ,固定化酶的表固定化酶的表 觀觀K Km m值顯著值顯著增加增加。 VmVm固定化前后相同或接近固定化前后相同或接近 （也有例外）。（也有例外）。 固定化酶底物特異性與游離酶相比，有一定變化，固定化酶底物特異性與游離酶相比，有一定變化， 一般為：作用于一般為：作用于小分子底物的酶類小分子底物的酶類經固定化后，經固定化

32、后，專專 一性一性基本基本不變。不變。而既而既可作用大分子也可作用小分子可作用大分子也可作用小分子 底物的酶類底物的酶類經固定化后經固定化后專一性會發(fā)生變化。專一性會發(fā)生變化。 影響原因：影響原因： 固定化酶底物特異性的改變，是由于載體的固定化酶底物特異性的改變，是由于載體的 空間位阻空間位阻作用引起的。酶固定在載體上以后，使作用引起的。酶固定在載體上以后，使 大分子底物難于接近酶分子而使催化速度大大降大分子底物難于接近酶分子而使催化速度大大降 低，而分子量較小的底物受空間位阻作用的影響低，而分子量較小的底物受空間位阻作用的影響 較小或不受影響，故與游離酶的作用沒有顯著不較小或不受影響，故與游

33、離酶的作用沒有顯著不 同。同。 四、固定化酶的應用四、固定化酶的應用 （1）乳制品中）乳制品中 乳糖不耐癥：有些人體內缺乏乳糖，在飲用牛乳糖不耐癥：有些人體內缺乏乳糖，在飲用牛 奶后會發(fā)生腹瀉、腹脹（酸奶不會）。這是因為不奶后會發(fā)生腹瀉、腹脹（酸奶不會）。這是因為不 能消化牛奶中的乳糖，能消化牛奶中的乳糖，-半乳糖苷酶：又稱乳糖酶，半乳糖苷酶：又稱乳糖酶， 可用于水解乳中存在的乳糖，用于制造低乳糖奶。可用于水解乳中存在的乳糖，用于制造低乳糖奶。 采用固定化乳糖酶可連接生產低乳糖奶，已于采用固定化乳糖酶可連接生產低乳糖奶，已于1977 年實現工業(yè)化。年實現工業(yè)化。 （2）在啤酒中）在啤酒中 糖化

34、需要糖化需要-淀粉酶淀粉酶，而麥芽中的，而麥芽中的-淀粉酶不足，淀粉酶不足， 需添加外源性的淀粉酶來補充，因此可將發(fā)酵液連續(xù)需添加外源性的淀粉酶來補充，因此可將發(fā)酵液連續(xù) 通過通過固定化淀粉酶固定化淀粉酶反應器。例如，在制造啤酒時，可反應器。例如，在制造啤酒時，可 以試用固定化微生物淀粉酶替代麥芽水解淀粉酶。以試用固定化微生物淀粉酶替代麥芽水解淀粉酶。 另外，采用另外，采用固定化蛋白質分解酶固定化蛋白質分解酶類來水解蛋白質類來水解蛋白質 或多肽也正在研究之中。啤酒經長時間存放后，含有或多肽也正在研究之中。啤酒經長時間存放后，含有 的多酚類和多肽結合在一起，產生所謂冷濁?，F在主的多酚類和多肽結合

35、在一起，產生所謂冷濁。現在主 要是應用木瓜酶來防止這種現象的發(fā)生，但長期往啤要是應用木瓜酶來防止這種現象的發(fā)生，但長期往啤 酒中添加這類蛋白質分解酶，會對蛋白質分解產生不酒中添加這類蛋白質分解酶，會對蛋白質分解產生不 良影響。為克服這一缺點，目前，正在利用固定化木良影響。為克服這一缺點，目前，正在利用固定化木 瓜酶和固定化多酚氧化酶研究解決啤酒的防濁問題。瓜酶和固定化多酚氧化酶研究解決啤酒的防濁問題。 （3）固定化葡萄糖異構酶在高果糖漿生產中的）固定化葡萄糖異構酶在高果糖漿生產中的 應用應用 固定化葡萄糖異構酶是世界上生產規(guī)模最大的一固定化葡萄糖異構酶是世界上生產規(guī)模最大的一 種，它可以用來催

36、化玉米糖漿和淀粉生產高甜度種，它可以用來催化玉米糖漿和淀粉生產高甜度 的高果糖糖漿。自的高果糖糖漿。自1972年這項技術產生以來，科年這項技術產生以來，科 學家已經固定了幾種芽孢桿菌和鏈霉菌中提取的學家已經固定了幾種芽孢桿菌和鏈霉菌中提取的 葡萄糖異構化酶，并大量應用于工業(yè)生產中，今葡萄糖異構化酶，并大量應用于工業(yè)生產中，今 后幾十年中它將是應用最廣，市場份額最大的固后幾十年中它將是應用最廣，市場份額最大的固 定化酶定化酶 。 （4）在油脂改性中的應用）在油脂改性中的應用 脂肪酶可以催化酯交換、酯轉移和水解等反應，脂肪酶可以催化酯交換、酯轉移和水解等反應， 所以在油脂工業(yè)中有廣泛應用，所以在油

37、脂工業(yè)中有廣泛應用，1，3-特異性脂肪特異性脂肪 酶可酶促酯交換反應，將棕櫚油改性為可可酯。代酶可酶促酯交換反應，將棕櫚油改性為可可酯。代 可可酯是生產巧克力的原料，價格甚高，而棕櫚價可可酯是生產巧克力的原料，價格甚高，而棕櫚價 廉，因此這一工藝受到較大重視，已開展了較多工廉，因此這一工藝受到較大重視，已開展了較多工 作。作。 （5）用固定化酶酶促生產阿斯巴甜）用固定化酶酶促生產阿斯巴甜 阿斯巴甜是雙肽甜味劑，在工業(yè)上用阿斯巴甜是雙肽甜味劑，在工業(yè)上用 化學法合成。現在，已開始用酶法合成，化學法合成?，F在，已開始用酶法合成， 用固定化酶進行藕合反應，得到阿斯巴用固定化酶進行藕合反應，得到阿斯巴

38、 甜甜 。 （6）固定化酶在茶葉加工中的應用。）固定化酶在茶葉加工中的應用。 目前，固定化酶法已經開始應用于茶飲料中，例目前，固定化酶法已經開始應用于茶飲料中，例 如，固定化的單寧酶和果膠酶。如，固定化的單寧酶和果膠酶。 單寧酶是一種水解酶，可以水解沒食子酸單寧中單寧酶是一種水解酶，可以水解沒食子酸單寧中 的酯鍵和縮酚酸鍵。將單寧酶應用于茶葉飲料可以改的酯鍵和縮酚酸鍵。將單寧酶應用于茶葉飲料可以改 善茶飲料的品質。據報道用固定化的單寧酶處理紅茶，善茶飲料的品質。據報道用固定化的單寧酶處理紅茶， 可提高茶湯中可溶性鐵和鈣的含量。若在綠茶加工中可提高茶湯中可溶性鐵和鈣的含量。若在綠茶加工中 使用單

39、寧酶，可以部分消除夏秋茶苦澀味道，可提高使用單寧酶，可以部分消除夏秋茶苦澀味道，可提高 茶飲料品質。茶飲料品質。 果膠酶是作用于果膠質的果膠酶是作用于果膠質的D-D-半乳糖醛酸殘基之間半乳糖醛酸殘基之間 的糖苷鍵，使高分子的聚半乳糖醛酸降解為小分子物的糖苷鍵，使高分子的聚半乳糖醛酸降解為小分子物 質。茶葉中的水溶性果膠與茶葉的品質密切相關。質。茶葉中的水溶性果膠與茶葉的品質密切相關。 （7）在果汁中的應用）在果汁中的應用 柑橘類產品加工中出現苦味是柑橘加工中的柑橘類產品加工中出現苦味是柑橘加工中的 重要問題。造成苦味的物質有兩類：一類為檸檬重要問題。造成苦味的物質有兩類：一類為檸檬 苦素的二萜

40、烯二內酯化合物（苦素的二萜烯二內酯化合物（A環(huán)和環(huán)和B環(huán)）；另環(huán)）；另 一類為果實中的黃酮苷。脫苦的方法主要有吸附一類為果實中的黃酮苷。脫苦的方法主要有吸附 法和固定化酶法。吸附法是一次去除苦味物質，法和固定化酶法。吸附法是一次去除苦味物質， 而固定化酶法主要是利用不同酶分別作用于檸檬而固定化酶法主要是利用不同酶分別作用于檸檬 苦素和柚皮苷，生成不含苦味的物質。工業(yè)上采苦素和柚皮苷，生成不含苦味的物質。工業(yè)上采 用固定化柚皮苷酶減少柑橘類果汁中的柚皮苷含用固定化柚皮苷酶減少柑橘類果汁中的柚皮苷含 量。量。 2、醫(yī)藥領域的應用、醫(yī)藥領域的應用 （1）作為治療藥物）作為治療藥物 酶作為異體物質，反

41、復應用會導致免疫反應酶作為異體物質，反復應用會導致免疫反應 酶絕大多數是蛋白質，在體內易被網狀內皮系酶絕大多數是蛋白質，在體內易被網狀內皮系 統(tǒng)移除和被蛋白酶水解破壞。統(tǒng)移除和被蛋白酶水解破壞。 由于稀釋效應，藥物酶無法集中于靶器官組織由于稀釋效應，藥物酶無法集中于靶器官組織 以達到治療所需的最適高濃度。以達到治療所需的最適高濃度。 溶液酶的這些缺點，通過選擇適宜的載體與方法溶液酶的這些缺點，通過選擇適宜的載體與方法 將它們固定化以后就能逐一地加以解決。將它們固定化以后就能逐一地加以解決。 b. b. 除去除去( (一種或多種一種或多種) )氨基酸，使需要這些物質氨基酸，使需要這些物質 的病變

42、組織的病變組織“餓死餓死” 3、生物傳感器、生物傳感器 生物傳感器是利用生物物質作為識別元件將被測物濃生物傳感器是利用生物物質作為識別元件將被測物濃 度與可測量電信號關聯起來的裝置，生物傳感器中研度與可測量電信號關聯起來的裝置，生物傳感器中研 究最多的是酶傳感器，其核心技術也是酶的固定化。究最多的是酶傳感器，其核心技術也是酶的固定化。 ChenChen等將高聚物聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙烯等將高聚物聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙烯 酰胺、聚丙烯酸等做成薄膜，用薄膜將葡萄糖氧化酶酰胺、聚丙烯酸等做成薄膜，用薄膜將葡萄糖氧化酶 固定在金電極上，通過檢測電信號可以測定血液中的固定在金電極上，通過檢測電信

43、號可以測定血液中的 葡萄糖含量。宋正華等將具有分子識別功能的葡萄糖含量。宋正華等將具有分子識別功能的-葡葡 萄糖苷酶和發(fā)光胺，分別固定在殼質胺和大孔陰離子萄糖苷酶和發(fā)光胺，分別固定在殼質胺和大孔陰離子 交換樹脂的填充柱中交換樹脂的填充柱中, ,組成流動注射系統(tǒng)，可以方便組成流動注射系統(tǒng)，可以方便 地確定苦杏仁甙的含量。地確定苦杏仁甙的含量。 4、環(huán)境保護、環(huán)境保護 固定化酶一個很大的用途是處理廢水中一些有毒有固定化酶一個很大的用途是處理廢水中一些有毒有 害物質，防止污染。其中害物質，防止污染。其中漆酶漆酶的固定化應用較為廣的固定化應用較為廣 泛，酚類化合物是廢水中一類常見的高含量污染物，泛，酚

44、類化合物是廢水中一類常見的高含量污染物， 漆酶可以催化氧化酚類化合物，而且不用加入過氧漆酶可以催化氧化酚類化合物，而且不用加入過氧 化物酶。在廢水處理中化物酶。在廢水處理中,由于組分復雜而且經常變化，由于組分復雜而且經常變化， 利用單一的固定化酶，很難收到好的處理效果。因利用單一的固定化酶，很難收到好的處理效果。因 此，要用多酶固定化體系組合處理，才能使有機物此，要用多酶固定化體系組合處理，才能使有機物 完全礦化和保持無害穩(wěn)定排放。完全礦化和保持無害穩(wěn)定排放。 將細胞限制或定位于特定將細胞限制或定位于特定 空間位置的方法?？臻g位置的方法。 被限定自由移動的細胞，即采被限定自由移動的細胞，即采

45、用各種方法固定在載體上，在一定的空間范用各種方法固定在載體上，在一定的空間范 圍內進行生長、繁殖和新陳代謝的細胞。圍內進行生長、繁殖和新陳代謝的細胞。 一、基本概念一、基本概念 吸附法、包埋法吸附法、包埋法、交聯法和無載體法、交聯法和無載體法 優(yōu)點：優(yōu)點： 缺點：缺點： 最常用最常用 凝膠包埋法凝膠包埋法半透膜（膠囊）半透膜（膠囊） 包埋法包埋法 (2) 凝膠包埋法：以各種多孔凝膠為載體，將細胞包凝膠包埋法：以各種多孔凝膠為載體，將細胞包 埋在凝膠的微孔內，而使細胞固定化的方法。埋在凝膠的微孔內，而使細胞固定化的方法。 凝膠包埋法常用載體有：瓊脂、海藻酸鈣凝膠、凝膠包埋法常用載體有：瓊脂、海藻

46、酸鈣凝膠、 角叉菜膠、明膠、聚丙烯酰胺凝膠等。角叉菜膠、明膠、聚丙烯酰胺凝膠等。 a. 瓊脂凝膠包埋法瓊脂凝膠包埋法 b. 海藻酸鈣凝膠包埋法海藻酸鈣凝膠包埋法 c. 角叉萊膠包埋法角叉萊膠包埋法 d. 明膠包埋法明膠包埋法 e. 聚丙烯酰胺凝膠包埋法聚丙烯酰胺凝膠包埋法 瓊脂凝膠包埋法瓊脂凝膠包埋法 瓊脂瓊脂水水 溶化溶化冷卻至冷卻至4855 加菌懸液加菌懸液 趁熱分散在預冷的甲苯或四氯趁熱分散在預冷的甲苯或四氯 乙烯溶液中，形成球狀固定化乙烯溶液中，形成球狀固定化 細胞膠粒。細胞膠粒。 攤成薄層，冷卻，切成所需形狀。攤成薄層，冷卻，切成所需形狀。 瓊脂凝膠機械強度較差，氧氣、底物和產物瓊脂

47、凝膠機械強度較差，氧氣、底物和產物 的擴散較困難，其使用受到限制。的擴散較困難，其使用受到限制。 海藻酸鈣凝膠包埋法海藻酸鈣凝膠包埋法 海藻酸鈉海藻酸鈉 水溶液水溶液 滅菌滅菌 菌懸液菌懸液 滴入氯化鈣溶液中，形滴入氯化鈣溶液中，形 成球狀固定化細胞膠粒。成球狀固定化細胞膠粒。 海藻酸鈣凝膠包埋法操作簡便，條件溫和，海藻酸鈣凝膠包埋法操作簡便，條件溫和， 對細胞無毒性，通過改變海藻酸鈉的濃度可以對細胞無毒性，通過改變海藻酸鈉的濃度可以 改變凝膠的孔徑，改變凝膠的孔徑，適合于多種細胞的固定化適合于多種細胞的固定化。 磷酸鹽會使凝膠結構破壞，使用時應控制好磷酸鹽會使凝膠結構破壞，使用時應控制好 培

48、養(yǎng)基中培養(yǎng)基中磷酸鹽磷酸鹽濃度，并在培養(yǎng)基中保持一定濃度，并在培養(yǎng)基中保持一定 濃度的濃度的鈣離子鈣離子，以維持凝膠結構的穩(wěn)定性。，以維持凝膠結構的穩(wěn)定性。 角叉菜膠包埋法角叉菜膠包埋法 角叉菜膠角叉菜膠 水溶液水溶液 冷卻至冷卻至3550 加菌懸液加菌懸液 趁熱滴定至趁熱滴定至KCl溶液中，形成溶液中，形成 球狀固定化細胞膠粒。球狀固定化細胞膠粒。 滴到冷的植物油中，成型后再置滴到冷的植物油中，成型后再置 于于KCl溶液中。溶液中。 角叉萊膠具有一定的機械強度。若使用濃度較低，角叉萊膠具有一定的機械強度。若使用濃度較低， 強度不夠時，可用戊二醛等交聯劑再交聯處理，強度不夠時，可用戊二醛等交聯

49、劑再交聯處理， 進行雙重固定化。進行雙重固定化。 滅菌滅菌 明膠包埋法明膠包埋法 明膠水明膠水 溶液溶液 冷卻至冷卻至35以上以上 加菌懸液加菌懸液 冷卻后制成所需形狀。冷卻后制成所需形狀。 機械強度不夠時，可用戊二醛等交聯劑再交聯處機械強度不夠時，可用戊二醛等交聯劑再交聯處 理，進行雙重固定化。理，進行雙重固定化。 滅菌滅菌 聚丙烯酰胺凝膠包埋法聚丙烯酰胺凝膠包埋法 丙烯丙烯 酰胺酰胺 甲叉雙丙甲叉雙丙 烯酰胺烯酰胺 混合混合 加過硫酸鈣和四甲基乙二胺加過硫酸鈣和四甲基乙二胺靜置成型靜置成型 固定化細胞機械強度高，可通過改變丙烯酰胺的濃度固定化細胞機械強度高，可通過改變丙烯酰胺的濃度 以調節(jié)

50、凝膠的孔徑，適用于多種細胞和酶的固定化。以調節(jié)凝膠的孔徑，適用于多種細胞和酶的固定化。 菌懸液菌懸液 注意：丙烯酰胺單體對細胞有一定的毒害作注意：丙烯酰胺單體對細胞有一定的毒害作 用，在聚合過程中，應盡量縮短聚合時間，以減用，在聚合過程中，應盡量縮短聚合時間，以減 少細胞與丙烯酰胺單體的接觸時間。少細胞與丙烯酰胺單體的接觸時間。 3、無載體法、無載體法 (1) (1) 基本概念：基本概念： 在沒有載體的情況下，借助物理或在沒有載體的情況下，借助物理或 化學方法，將細胞直接固定化的方法。這化學方法，將細胞直接固定化的方法。這 種固定化，既可發(fā)生在細胞結構上，也可種固定化，既可發(fā)生在細胞結構上，也

51、可 通過細胞聚集來完成。包括通過細胞聚集來完成。包括去自溶酶法去自溶酶法和和 絮凝法絮凝法。 三、固定化微生物細胞的特點：三、固定化微生物細胞的特點： （1）保持了其完整結構和自然狀態(tài)，穩(wěn)定性好。）保持了其完整結構和自然狀態(tài)，穩(wěn)定性好。 （2）細胞密度增大，能夠提高產物產率。）細胞密度增大，能夠提高產物產率。 （3）發(fā)酵穩(wěn)定性好，可以反復使用或者連續(xù)使用）發(fā)酵穩(wěn)定性好，可以反復使用或者連續(xù)使用 較長時間。較長時間。 （4）保持了細胞內原有的酶系、輔酶系和代謝調）保持了細胞內原有的酶系、輔酶系和代謝調 控體系，可以按照原理的代謝途徑進行新陳代謝，控體系，可以按照原理的代謝途徑進行新陳代謝， 并進

52、行有效的代謝調節(jié)控制。并進行有效的代謝調節(jié)控制。 （5）提高工程菌的質粒穩(wěn)定性，有利于菌種的傳）提高工程菌的質粒穩(wěn)定性，有利于菌種的傳 代保存。代保存。 四、固定化微生物細胞的應用四、固定化微生物細胞的應用 電極活性測定型：電極活性測定型： 利用固定的微生物細胞的新陳代謝作用，測定利用固定的微生物細胞的新陳代謝作用，測定 電極活性物質的量的變化從而確定樣品中欲測物質電極活性物質的量的變化從而確定樣品中欲測物質 的含量，這種傳感器由固定化微生物膜與生物燃料的含量，這種傳感器由固定化微生物膜與生物燃料 電池、離子選擇電極和氣體電極等組成。電池、離子選擇電極和氣體電極等組成。 微生物傳感器已成功地用

53、于測定可發(fā)酵性糖，葡萄微生物傳感器已成功地用于測定可發(fā)酵性糖，葡萄 糖、甲酸、乙酸，甲醇、乙醇、頭孢霉素、谷氨酸、糖、甲酸、乙酸，甲醇、乙醇、頭孢霉素、谷氨酸、 氨、硝酸鹽，生化需氧量氨、硝酸鹽，生化需氧量(BOD)(BOD)、細胞數量等。、細胞數量等。 四、固定化植物細胞四、固定化植物細胞 吸附法吸附法包埋法。包埋法。 泡沫塑料的孔洞泡沫塑料的孔洞 或裂縫內或裂縫內中空纖維的外中空纖維的外 壁上壁上 瓊脂瓊脂角叉角叉 菜膠、海藻酸鈣凝膠、聚丙烯酰胺凝膠、明菜膠、海藻酸鈣凝膠、聚丙烯酰胺凝膠、明 膠膠 (1) (1)提高植物細胞的提高植物細胞的存活率和穩(wěn)定性存活率和穩(wěn)定性 載體的保護可載體的保

54、護可減輕剪切力減輕剪切力和和其他外界因其他外界因 素素對植物細胞的影響對植物細胞的影響 更換不同的培養(yǎng)液更換不同的培養(yǎng)液以利于生產各種以利于生產各種 所需的次級代謝物。所需的次級代謝物。 反復使用反復使用連續(xù)使用較連續(xù)使用較 長一段時間長一段時間 產品的分離純化產品的分離純化 不容易聚集成團不容易聚集成團 固定化植物細胞主要用途是制造人工種子固定化植物細胞主要用途是制造人工種子 。 還可以用于生產各種色素、香精、藥物、還可以用于生產各種色素、香精、藥物、 酶等次級代謝物，一般僅酶等次級代謝物，一般僅適用于適用于可以可以分泌到分泌到 細胞外的產物的生產細胞外的產物的生產。對于細胞內產物，則。對于

55、細胞內產物，則 要想辦法增加細胞透過性，使胞內產物分泌要想辦法增加細胞透過性，使胞內產物分泌 到胞外。到胞外。 五、固定化動物細胞五、固定化動物細胞 1 1、動物細胞固定化方法：、動物細胞固定化方法： 主要為主要為吸附法吸附法與與包埋法包埋法 (1) (1) 吸附法：吸附法： 吸附法特別吸附法特別 適合于動物細胞的固定化適合于動物細胞的固定化 轉瓶、微載體和中空纖維轉瓶、微載體和中空纖維 a. a. 轉瓶吸附：轉瓶吸附： 玻璃玻璃塑料塑料 帶上電荷帶上電荷 b. b. 微載體吸附：微載體吸附： 帶有表面帶有表面 電荷的葡聚糖、明膠，纖維素、聚丙烯酰胺、聚苯電荷的葡聚糖、明膠，纖維素、聚丙烯酰胺

56、、聚苯 乙烯或玻璃等乙烯或玻璃等 生生 產產-干擾素，人組織纖溶酶原活化劑、白細胞介干擾素，人組織纖溶酶原活化劑、白細胞介 素以及各種疫苗素以及各種疫苗 c.c.中空纖維吸附：中空纖維吸附： 中空纖維由聚丙烯，硅化聚碳酸酯等高分子中空纖維由聚丙烯，硅化聚碳酸酯等高分子 聚合物制成，聚合物制成，纖維管壁是半透膜纖維管壁是半透膜。 使用時，將動物細胞置于纖維管外壁和外殼使用時，將動物細胞置于纖維管外壁和外殼 容器的內壁之間，細胞附著在中空纖維外壁培容器的內壁之間，細胞附著在中空纖維外壁培 養(yǎng)液在中空纖維管內流動，各種營養(yǎng)成分、溶解養(yǎng)液在中空纖維管內流動，各種營養(yǎng)成分、溶解 氧和代謝產物透過中空纖維

57、膜進行傳遞。氧和代謝產物透過中空纖維膜進行傳遞。 (2) (2) 包埋法：包埋法： 凝膠包埋法凝膠包埋法半透膜半透膜 包埋法包埋法 a. a. 凝膠包埋法：凝膠包埋法：利用各種利用各種多孔凝膠多孔凝膠為載體將動物為載體將動物 細胞固定化，細胞被固定在凝膠的微孔中生長繁殖細胞固定化，細胞被固定在凝膠的微孔中生長繁殖 和新陳代謝，和新陳代謝，由于有載體的保護，動物細胞有較好由于有載體的保護，動物細胞有較好 的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性可顯著提高其存活率。可顯著提高其存活率。 用于動物細胞固定化的凝膠載體主要有瓊用于動物細胞固定化的凝膠載體主要有瓊 脂糖凝膠、海藻酸鈣凝膠和血纖維蛋白等。脂糖凝膠、海藻酸鈣凝膠和血纖維蛋白等。 瓊脂凝膠包埋法瓊脂凝膠包埋法 12.5%瓊脂糖瓊脂糖 溶化溶化冷卻至冷卻至3738 加動物細胞加動物細胞 降溫至降溫至1O左右，得到直徑為左右，得到直徑為 0.10.3mm的微球狀固定化細胞。的微球狀固定化