蛋白質(zhì)與酶工程第五章酶和細(xì)胞固定化

蛋白質(zhì)與酶工程第五章酶和細(xì)胞固定化第一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二酶應(yīng)用過(guò)程中的一些不足酶的穩(wěn)定性較差：除了某些耐高溫的酶，如α-淀粉酶、Taq酶等；和胃蛋白酶等可以耐受較低的pH條件以外，大多數(shù)的酶在高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和重金屬離子等外界因素影響下，都容易變性失活。酶的一次性使用：酶一般都是在溶液中與底物反應(yīng)，這樣酶在反應(yīng)系統(tǒng)中，與底物和產(chǎn)物混在一起，反應(yīng)結(jié)束后，即使酶仍有很高的活力，也難于回收利用。這種一次性使用酶的方式，不僅使生產(chǎn)成本提高，而且難于連續(xù)化生產(chǎn)。產(chǎn)物的分離純化較困難：酶反應(yīng)后成為雜質(zhì)與產(chǎn)物混在一起，無(wú)疑給產(chǎn)物的進(jìn)一步的分離純化帶來(lái)一定的困難。固定化技術(shù)1969出現(xiàn)了固定化酶技術(shù)。固定化酶就是把原來(lái)游離的水溶性酶，固定于某一局部的空間或者固定于載體上。第二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二Contentsofchapter51、什么是固定化技術(shù)和固定化酶2、固定化酶的研究歷史3、酶的固定化技術(shù)4、固定化酶的特點(diǎn)GoGoGoGo6、細(xì)胞、原生質(zhì)體的固定化5、固定化酶的應(yīng)用GoGo第三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二5.1什么是固定化酶？水溶性酶水不溶性載體水不溶性酶（固定化酶）固定化技術(shù)第四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二化學(xué)偶聯(lián)酶固定化間歇可溶交聯(lián)包埋吸附間歇連續(xù)酶的固定化技術(shù)和固定化酶第五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二固定化酶：經(jīng)提取和分離純化后的酶固定化菌體(死細(xì)胞)：含酶菌體或菌體碎片固定化細(xì)胞：在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行生命活動(dòng)的細(xì)胞第六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二優(yōu)點(diǎn)：不溶于水，易于與產(chǎn)物分離；可反復(fù)使用；可連續(xù)化生產(chǎn)；穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)： 固定化過(guò)程中往往會(huì)引起酶的失活

首次投入成本較高

大分子底物較困難本章目錄第七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二固定化酶的研究從50年代開(kāi)始，1953年德國(guó)的Grubhofer和Schleith采用聚氨基苯乙烯樹(shù)脂為載體與羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶、核糖核酸酶等結(jié)合，制成固定化酶。60年代后期，固定化技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)。1969年，日本的千煙一郎首次在工業(yè)上生產(chǎn)應(yīng)用固定化氨基?；笍腄L-氨基酸連續(xù)生產(chǎn)L-氨基酸，實(shí)現(xiàn)了酶應(yīng)用史上的一大變革。在1971年召開(kāi)的第一次國(guó)際酶工程學(xué)術(shù)會(huì)議上，確定固定化酶的統(tǒng)一英文名稱(chēng)為Immobilizedenzyme。5.2固定化酶的研究歷史第八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二隨著固定化技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)固定化菌體。1973年，日本首次在工業(yè)上應(yīng)用固定化大腸桿菌菌體中的天門(mén)冬氨酸酶，由反丁烯二酸連續(xù)生產(chǎn)L-天門(mén)冬氨酸。在固定化酶和固定化菌體的基礎(chǔ)上，70年代后期出現(xiàn)了固定化細(xì)胞技術(shù)。1976年，法國(guó)首次用固定化酵母細(xì)胞生產(chǎn)啤酒和酒精，1978年日本用固定化枯草桿菌生產(chǎn)淀粉酶，開(kāi)始了用固定化細(xì)胞生產(chǎn)酶的先例。1982年，日本首次研究用固定化原生質(zhì)體生產(chǎn)谷氨酸，取得進(jìn)展。固定化原生質(zhì)體由于解除了細(xì)胞壁的障礙，更有利于胞內(nèi)物質(zhì)的分泌，這為胞內(nèi)酶生產(chǎn)技術(shù)路線(xiàn)的變革提供了新的方向。本章目錄第九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二5.3酶固定化技術(shù)活性中心：保護(hù)酶的催化作用，并使酶的活性中心的氨基酸基團(tuán)固有的高級(jí)結(jié)構(gòu)不受到損害，在制備固定化酶時(shí)，需要在非常嚴(yán)密的條件下進(jìn)行。功能基團(tuán)：如游離的氨基、羧基、半胱氨酸的巰基、組氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、絲氨酸和蘇氨酸的羥基等，當(dāng)這些功能基團(tuán)位于酶的活性中心時(shí)，要求不參與酶的固定化結(jié)合酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)：要避免用高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等處理，而且有機(jī)溶劑、高濃度的鹽也會(huì)使酶變性、失活，因此，操作應(yīng)盡量在非常溫和的條件下進(jìn)行。固定化酶操作的注意事項(xiàng)第十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二第十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二酶固定化方法（一）吸附法（二）包埋法（三）結(jié)合法（四）交聯(lián)法第十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二1、吸附法

利用各種固體吸附劑將酶或含酶菌體吸附在其表面上，而使酶固定化的方法。常用的固體吸附劑有活性炭、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、羥基磷灰石等。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，條件溫和，不會(huì)引起酶變性失活，載體廉價(jià)易得，而且可反復(fù)使用。

缺點(diǎn)：由于靠物理吸附作用，結(jié)合力較弱，酶與載體結(jié)合不牢固而容易脫落，所以使用受到一定的限制。第十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、包埋法

將酶或含酶菌體包埋在各種多孔載體中，使酶固定化的方法。包埋法使用的多孔載體主要有：瓊脂、瓊脂糖、海藻酸鈉、角叉菜膠、明膠、聚丙烯酰胺、光交聯(lián)樹(shù)脂、聚酰胺、火棉膠等。根據(jù)載體材料和方法的不同，可分為：凝膠包埋法：將酶或含酶菌體包埋在各種凝膠內(nèi)部的微孔中，制成一定形狀的固定化酶或固定化含酶菌體。大多數(shù)為球狀或片狀，也可按需要制成其他形狀。常用的凝膠有瓊脂凝膠、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠、明膠等天然凝膠以及聚丙烯酰胺凝膠、光交聯(lián)樹(shù)脂等合成凝膠。半透膜包埋法：將酶包埋在由各種高分子聚合物制成的小球內(nèi)，制成固定化酶。常用于制備固定化酶的半透膜有聚酰胺膜、火棉膠膜等第十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二

按照包埋后的形狀不同，包埋法可分為網(wǎng)格型和微囊型兩種。將酶或細(xì)胞包埋在高分子凝膠網(wǎng)格中的稱(chēng)為網(wǎng)格型，將酶包埋在球狀半透膜中的稱(chēng)為微囊型。包埋法一般不需要與酶形成共價(jià)鍵的反應(yīng)，幾乎不改變酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)，酶活回收率高，因此可以用于許多酶、細(xì)胞、細(xì)胞器的固定化。第十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）網(wǎng)格型

形成網(wǎng)格有兩種方法，一種方法是把酶或細(xì)胞與能形成高分子聚合物的單體混合，然后使單體聚合成網(wǎng)格狀凝膠，如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、光敏樹(shù)脂等，酶或細(xì)胞就被包埋在網(wǎng)格中。另一種方法是將溶膠狀的天然高分子物質(zhì)與酶或細(xì)胞混合，然后凝膠化，如淀粉、瓊脂、明膠、膠原、海藻酸、角叉菜膠等。網(wǎng)格型包埋是固定細(xì)胞用得最多且最有效的方法。第十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）微囊型

微囊通常是直徑幾微米到幾百微米的球狀體，內(nèi)有含酶的溶液，微囊的膜可讓小分子物質(zhì)通過(guò)，但酶不能通過(guò)。小分子底物通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入囊內(nèi)，經(jīng)酶反應(yīng)生成產(chǎn)物后再擴(kuò)散出來(lái)。作為膜材料的有硝酸纖維素（用乙醇和乙醚混合液溶解則為火棉膠）、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚酰胺、聚脲等。第十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二微囊型固定化酶的特點(diǎn)

微囊型顆粒比網(wǎng)格型顆粒要小得多，有利于底物和產(chǎn)物的擴(kuò)散，但微囊制備時(shí)反應(yīng)條件要求高，制備成本也高。脂質(zhì)體是用表面活性劑和卵磷脂制成的液膜微囊。

第十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二包埋法的優(yōu)缺點(diǎn)包埋法操作簡(jiǎn)單，適用于大多數(shù)酶；包埋時(shí)不改變酶的結(jié)構(gòu)，不影響酶的活性。

在發(fā)生化學(xué)聚合反應(yīng)時(shí)包埋，酶容易失活，必須小心設(shè)計(jì)反應(yīng)條件。包埋法只適合于固定那些底物和產(chǎn)物均為小分子的酶，對(duì)于那些作用于大分子的酶來(lái)說(shuō)是不合適的，因?yàn)橹挥行》肿拥孜锖彤a(chǎn)物才能通過(guò)高分子凝膠的網(wǎng)格及半透膜擴(kuò)散，而大分子底物無(wú)法與網(wǎng)格中或微囊中的酶或細(xì)胞接觸。

第十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二首先被采用包埋法的是：固定化胰蛋白酶木瓜蛋白酶

－淀粉酶Enzyme+N,N-甲叉雙丙烯酰胺，丙烯酰胺，引發(fā)劑第二十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二海藻酸鈣包埋法裝置將水溶性的海藻酸鈉配成水溶液，并把酶或細(xì)胞分散在其中，然后將其滴入凝固浴中（常用CaCl2溶液），使海藻酸鈉中的Na+，部分被Ca2+所取代而形成由多價(jià)離子交聯(lián)的離子網(wǎng)絡(luò)凝膠。顆粒大小可實(shí)時(shí)監(jiān)控第二十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二脂質(zhì)體包裹第二十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二3、結(jié)合法

選擇適宜的載體，使之通過(guò)共價(jià)鍵或離子鍵與酶結(jié)合在一起的固定化方法。根據(jù)酶與載體結(jié)合的化學(xué)鍵不同，可分為：離子鍵結(jié)合法共價(jià)鍵結(jié)合法第二十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二離子結(jié)合法離子結(jié)合法是酶通過(guò)離子鍵結(jié)合于具有離子交換基的水不性載體上的固定化方法。此法的載體有多糖類(lèi)離子交換劑和合成高分子離子交換樹(shù)脂，如DEAE-纖維素、AmberliteCG-50、XE-97和Dowex-50等。DEAE——二乙胺基乙基第二十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二離子結(jié)合法的優(yōu)缺點(diǎn)離子結(jié)合法優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單，處理?xiàng)l件溫和，酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)和活性中心的氨基酸殘基不易被破壞，能得到酶活回收率較高的固定化酶。缺點(diǎn)是載體和酶的結(jié)合力較弱，容易受緩沖液種類(lèi)或pH的影響，在離子強(qiáng)度較高的條件下進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，往往會(huì)發(fā)生酶從載體上脫落的現(xiàn)象。第二十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二共價(jià)結(jié)合法共價(jià)結(jié)合法是酶以共價(jià)鍵結(jié)合于載體上的固定化方法，即將酶分子上非活性部位功能團(tuán)與載體表面反應(yīng)基團(tuán)進(jìn)行共價(jià)結(jié)合的方法。常用載體：天然高分子、人工合成的高聚物、無(wú)機(jī)載體。一般先用化學(xué)方法將載體活化，再與酶分子表面的某些基團(tuán)如羧基、氨基、羥基等反應(yīng)，形成共價(jià)鍵。第二十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二載體活化的主要反應(yīng)重氮法疊氮法溴化氰法芳香烴化法第二十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）重氮法重氮法是將酶蛋白與水不溶性載體的重氮基團(tuán)通過(guò)共價(jià)鍵相連接而固定化的方法，是共價(jià)鍵法中使用最多的一種。常用的載體有多糖類(lèi)的芳族氨基衍生物、氨基酸的共聚體和聚丙烯酰胺衍生物等。第二十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）疊氮法即載體活化生成疊氮化合物，再與酶分子上的相應(yīng)基團(tuán)偶聯(lián)成固定化酶。含有羥基、羧基、羧甲基等基團(tuán)的載體都可用此法活化。如CMC、CM-sephadex（交聯(lián)葡聚糖）、聚天冬氨酸、乙烯-順丁烯二酸酐共聚物等都可用此法來(lái)固定化酶。其中使用最多的是羧甲基纖維素疊氮法。第二十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二（3）溴化氰法即用溴化氰將含有羥基的載體，如纖維素、葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠等，活化生成亞氨基碳酸酯衍生物，然后再與酶分子上的氨基偶聯(lián)，制成固定化酶。任何具有連位羥基的高聚物都可用溴化氰法來(lái)活化。第三十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二（4）烷基化和芳基化法以鹵素為功能團(tuán)的載體可與酶蛋白分子上的氨基、巰基、酚基等發(fā)生烷基化或芳基化反應(yīng)而使酶固定化。此法常用的載體有鹵乙酰、三嗪基或鹵異丁烯基的衍生物。第三十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二優(yōu)點(diǎn)：共價(jià)鍵的鍵能高，酶和載體之間的結(jié)合相當(dāng)牢固，即使用高濃度底物溶液或鹽溶液，也不會(huì)使酶分子從載體上脫落下來(lái)，具有酶穩(wěn)定性好、可連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：載體活化的難度較大，操作復(fù)雜，反應(yīng)條件較劇烈，制備過(guò)程中酶直接參與化學(xué)反應(yīng)，易引起酶蛋白空間構(gòu)象變化。共價(jià)鍵結(jié)合法第三十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二第三十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二4、交聯(lián)法借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法。戊二醛有兩個(gè)醛基，這兩個(gè)醛基都可與酶或蛋白質(zhì)的游離氨基反應(yīng)，形成席夫（Schiff）堿，而使酶或菌體蛋白交聯(lián)，制成固定化酶或固定化菌體。常用的雙功能試劑有戊二醛、己二胺、順丁烯二酸酐、雙偶氮苯等。其中應(yīng)用最廣泛的是戊二醛。第三十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二交聯(lián)法制備的固定化酶或固定化菌體結(jié)合牢固，可以長(zhǎng)時(shí)間使用。但由于交聯(lián)反應(yīng)條件較激烈，酶分子的多個(gè)基團(tuán)被交聯(lián)，致使酶活力損失較大，而且制備成的固定化酶或固定化菌體的顆粒較小，給使用帶來(lái)不便。為此，可將交聯(lián)法與吸附法或包埋法聯(lián)合使用，以取長(zhǎng)補(bǔ)短。第三十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）吸附交聯(lián)法先將酶吸附在硅膠、皂土、氧化鋁、球狀酚醛樹(shù)脂或其他大孔型離子交換樹(shù)脂上，再用戊二醛等雙功能試劑交聯(lián)。用此法所得固定化酶也可稱(chēng)為殼狀固定化酶。（2）交聯(lián)包埋法把酶液和雙功能試劑（戊二醛）凝結(jié)成顆粒很細(xì)的集合體，然后用高分子或多糖一類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行包埋成顆粒。這樣避免顆粒太細(xì)的缺點(diǎn)，同時(shí)制得的固定化酶穩(wěn)定性好。第三十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二酶分子之間共價(jià)交聯(lián)和與水不溶性載體共價(jià)偶聯(lián)酶分子；（a）酶分子之間用雙功能基團(tuán)的化學(xué)交聯(lián)試劑相互交聯(lián)成水不溶性的固定化酶；（b）酶分子被偶聯(lián)到水不溶性載體上形成水不溶性的固定化酶第三十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二第三十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二各類(lèi)固定化方法的特點(diǎn)比較:比較項(xiàng)目吸附法包埋法結(jié)合法交聯(lián)法物理吸附共價(jià)鍵結(jié)合離子鍵結(jié)合制備難易易較難難易較難固定化程度弱強(qiáng)強(qiáng)中等強(qiáng)活力回收率較高高低高中等載體再生可能不可能不可能可能不可能費(fèi)用低低高低中等底物專(zhuān)一性不變不變可變不變可變適用性酶源多小分子底物、藥用酶較廣廣泛較廣第三十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二傳統(tǒng)的酶固定化方法的缺點(diǎn)：

酶在任意位點(diǎn)與載體進(jìn)行連接，使酶活性位點(diǎn)不能充分暴露，而且酶的固定化量降低，因此定向固定化酶技術(shù)將成為今后固定化酶研究的熱點(diǎn)。第四十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二新型的酶固定化方法新型的酶的固定化方法，要在較為溫和的條件下進(jìn)行，盡量減少或避免酶活力的損失，并提高固定化效率。通過(guò)輻射、光、等離子體、電子、“柔性鏈”等新方法均可制備高活性固定化酶。第四十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二如光偶聯(lián)法是以光敏性單體聚合物包埋固定化酶或帶光敏性基團(tuán)的載體共價(jià)固定化酶，由于條件溫和，可獲得酶活力較高的固定化酶。第四十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二等離子體是高度激發(fā)的原子、分子、離子以及自由基的聚集體，大量的等離子體常在室溫下存在。載體材料表面可以用等離子體進(jìn)行修飾，從而引入活性基團(tuán)。第四十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二偶合（耦合）固定化也是新近發(fā)展起來(lái)的一種酶固定化方法，基本上能夠解決單一固定化方法酶活回收率低、穩(wěn)定性差、傳質(zhì)阻力大等問(wèn)題，并具有方法多樣、操作簡(jiǎn)便、技術(shù)成熟等特點(diǎn)。第四十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二從較早的吸附—交聯(lián)法、包埋—交聯(lián)法開(kāi)始，偶合固定化技術(shù)已經(jīng)得到越來(lái)越多的應(yīng)用，先后提出并研究了包埋—吸附法、絮凝—吸附法、吸附—交聯(lián)法、膜—吸附法等方法。第四十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二無(wú)載體固定化酶直接利用交聯(lián)劑交聯(lián)溶解酶、晶體酶、物理聚集酶和噴霧干燥酶而形成交聯(lián)溶解酶、交聯(lián)酶晶體、交聯(lián)酶聚集體和交聯(lián)噴霧干燥酶等4種無(wú)載體酶系統(tǒng)。第四十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二與傳統(tǒng)固定化酶相比，無(wú)載體酶具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：①催化活性高，成本低；②具備較高的催化劑比表面；③可加入多種酶；④底物擴(kuò)散受限較少；⑤在極端條件、有機(jī)溶劑和蛋白酶中的穩(wěn)定性較高。第四十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二此外，研究人員還開(kāi)發(fā)了一些定向固定化的方法，如利用酶和抗體之間的親和性、酶和金屬離子形成復(fù)合物、通過(guò)酶分子上的糖基部分固定化、用分子生物學(xué)方法使酶定向固定化等。本章目錄第四十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二5.4固定化酶的特性：1.固定化后酶活力的改變2.固定化對(duì)酶穩(wěn)定性的影響3.固定化酶的最適溫度變化4.固定化酶的最適pH變化5.固定化酶的專(zhuān)一性變化第四十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二游離的酶經(jīng)固定化后，酶本身的結(jié)構(gòu)會(huì)受到影響。由于它的催化作用由均相轉(zhuǎn)到非均相，由此帶來(lái)的擴(kuò)散限制效應(yīng)、空間障礙、載體的分配效應(yīng)等因素必然影響到酶的性質(zhì)。第五十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二1.固定化后酶活力的改變?cè)诙鄶?shù)情況下，酶固定化后的活力比天然酶小，其專(zhuān)一性也會(huì)發(fā)生改變。例如，用羧甲基纖維素做載體固定的胰蛋白酶，對(duì)高分子底物酪蛋白只顯示原酶活力的30％，而對(duì)低分子底物苯酞精氨酸—對(duì)硝基酰替苯胺的活力保持80％。第五十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二所以，一般認(rèn)為高分子底物受到空間位阻的影響比低分子底物大。第五十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二在相同測(cè)定條件下，固定化酶的活力低于等摩爾原酶的活力，其原因可能是：第五十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二①酶分子在固定化過(guò)程中，空間構(gòu)象會(huì)有所變化，甚至影響了活性中心的氨基酸；②固定化后，酶分子空間自由度受到限制(空間位阻)，會(huì)直接影響到活性中心對(duì)底物的定位作用；第五十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二③內(nèi)擴(kuò)散阻力使底物分子與活性中心的接近受阻；④包埋時(shí)酶被高分子物質(zhì)半透膜包圍，大分子底物不能透過(guò)膜與酶接近。第五十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二不過(guò)也有例外，酶在固定化后反而比原酶活力提高，原因可能是偶聯(lián)過(guò)程中酶得到化學(xué)修飾，或固定化過(guò)程提高了酶的穩(wěn)定性。第五十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.固定化對(duì)酶穩(wěn)定性的影響穩(wěn)定性關(guān)系到固定化酶能否實(shí)際應(yīng)用。在大多數(shù)情況下，酶經(jīng)過(guò)固定化后其穩(wěn)定性都有所增加，這是十分有利的。具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：第五十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）熱穩(wěn)定性提高

作為生物催化劑，酶也和普通化學(xué)催化劑一樣，溫度越高，反應(yīng)速度越快。但是大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)組成的，一般對(duì)熱不穩(wěn)定。因此，不能在高溫條件下進(jìn)行反應(yīng)，而固定化酶耐熱性提高，使酶最適溫度提高，酶催化反應(yīng)能在較高溫度下進(jìn)行，加快反應(yīng)速度，提高酶作用效率。第五十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）對(duì)有機(jī)試劑及酶抑制劑的穩(wěn)定性提高酶經(jīng)過(guò)固定化后，提高了對(duì)各種有機(jī)溶劑的穩(wěn)定性，使本來(lái)不能在有機(jī)溶劑中進(jìn)行的酶反應(yīng)成為可能?？梢灶A(yù)計(jì)，今后固定化酶在有機(jī)合成中的應(yīng)用會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。第五十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二（3）對(duì)pH、蛋白酶、貯存和操作條件的穩(wěn)定性提高

固定化酶穩(wěn)定性提高的原因可能有：①固定化后酶分子與載體多點(diǎn)連接，可防止酶分子伸展變形；②酶活力的緩慢釋放；③抑制酶的自降解。將酶與固態(tài)載體結(jié)合后，由于酶失去了分子間相互作用的機(jī)會(huì)，從而抑制了降解。第六十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.固定化酶的最適溫度變化酶反應(yīng)的最適溫度是酶熱穩(wěn)定性與反應(yīng)速度的綜合體現(xiàn)。由于固定化后，酶的熱穩(wěn)定性提高，所以最適溫度也隨之提高，這是非常有利的結(jié)果。第六十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.固定化酶的最適pH變化酶的催化能力對(duì)外部環(huán)境特別是pH非常敏感。酶固定化后，對(duì)底物作用的最適pH和酶活力-pH曲線(xiàn)常常發(fā)生偏移。曲線(xiàn)偏移的原因是微環(huán)境表面電荷性質(zhì)的影響。第六十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二一般說(shuō)來(lái)，用帶負(fù)電荷載體(陰離子聚合物)制備的固定化酶，其最適pH較游離酶偏高。第六十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二原因的解釋這是因?yàn)槎嗑坳庪x子載體會(huì)吸引溶液中陽(yáng)離子，包括H+，使其附著于載體表面，結(jié)果使固定化酶擴(kuò)散層H+濃度比周?chē)耐獠咳芤焊?，即偏酸，這樣外部溶液中的pH必須向堿性偏移，才能抵消微環(huán)境作用，使其表現(xiàn)出酶的最大活力。第六十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二反之，帶正電荷載體(陽(yáng)離子聚合物)制備的固定化酶，其最適pH較游離酶偏低。使用帶正電荷的載體其最適pH向酸性偏移。第六十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二5.固定化酶的專(zhuān)一性變化固定化酶的底物特異性與游離酶可能不同，其變化與底物相對(duì)分子質(zhì)量的大小有關(guān)。作用于低分子底物的酶，專(zhuān)一性沒(méi)有明顯變化。既可作用于大分子底物，又可作用于小分子底物的酶，其專(zhuān)一性往往會(huì)有變化。專(zhuān)一性的改變，是由于空間位阻作用引起的。第六十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二由于靜電作用，與載體電荷性質(zhì)相反的底物在固定化酶微環(huán)境中的濃度比整體溶液中的高，與溶液酶相比，固定化酶的表觀(guān)Km值低于溶液的Km值；而載體與底物電荷相同，則會(huì)造成固定化酶的表觀(guān)Km值顯著增加。第六十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二由于高級(jí)結(jié)構(gòu)變化及載體影響引起酶與底物親和力變化，從而使Km變化。這種Km變化又受溶液中離子強(qiáng)度影響。離子強(qiáng)度升高，載體周?chē)撵o電梯度逐漸減小，Km變化也逐漸縮小以至消失。本章目錄第六十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二乙酰-DL—AlaL—Ala+乙酸 乙酰-D—AlaAminoacylase

氨基?；?.5固定化酶的應(yīng)用世界上第一種工業(yè)化生產(chǎn)的固定化酶。1969年，日本田邊制藥公司將從米曲霉中提取分離得到的氨基?；?，用DEAE-葡聚糖凝膠為載體通過(guò)離子鍵結(jié)合法制成固定化酶，將L-乙酰氨基酸水解生成L-氨基酸，用來(lái)拆分DL-乙酰氨基酸，連續(xù)生產(chǎn)L-氨基酸。剩余的D-乙酰氨基酸經(jīng)過(guò)消旋化，生成DL-乙酰氨基酸，再進(jìn)行拆分。生產(chǎn)成本僅為用游離酶生產(chǎn)成本的60％左右。第六十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二高果糖漿的生產(chǎn)世界上生產(chǎn)規(guī)模最大的一種固定化酶。將培養(yǎng)好的含葡萄糖異構(gòu)酶的放線(xiàn)菌細(xì)胞用60～65℃熱處理15min，該酶就固定在菌體上，制成固定化酶，催化葡萄糖異構(gòu)化生成果糖，用于連續(xù)生產(chǎn)果葡糖漿。第七十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二酶?jìng)鞲衅髅競(jìng)鞲衅魇怯晒潭ɑ概c傳感元件兩部分組成的，其中酶是與適當(dāng)?shù)妮d體結(jié)合形成的不溶于水的固定化酶膜。最常用的酶?jìng)鞲衅魇敲鸽姌O，即將固定化酶膜與轉(zhuǎn)換電極做在一起，當(dāng)酶膜與被測(cè)物發(fā)生催化反應(yīng)而生成電極活性物質(zhì)后，電極測(cè)定活性物質(zhì)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。第七十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二酶電極酶電極是由固定化酶與各種電極密切結(jié)合的傳感裝置。1962年Clark和Lyons提出模型，1967年Updike和Hicks首先制造出酶電極并把它用于葡萄糖的定量分析。酶電極一般可根據(jù)電極檢測(cè)物理量的不同分為電流型和電壓型，前者一般有氧電極、H2O2電極等，后者有NH3、CO2、H2電極等。較典型的一種酶電極為葡萄糖酶電極。第七十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二葡萄糖酶電極結(jié)構(gòu)示意圖

葡萄糖酶電極的敏感膜是葡萄糖氧化酶（GOD），它被固定在聚乙烯酰胺凝膠上。在酶膜的作用下葡萄糖發(fā)生氧化反應(yīng)，消耗掉氧而生成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫。通過(guò)用電極測(cè)量被消耗的氧或生成的過(guò)氧化氫就可了解葡萄糖濃度。

第七十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二手掌型葡萄糖(glucose)分析儀第七十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二脲電極Urea+2H2O 2NH4++2HCO3-脲酶產(chǎn)生的2NH4+為陽(yáng)離子電極感應(yīng)。此外還有： 氨基酸電極 醇電極 尿酸電極 乳酸電極 青霉素電極 亞硝酸離子電極：菠菜亞硝酸還原酶產(chǎn)生NH3第七十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二一些常見(jiàn)的酶電極底物酶電極5′－腺苷酸5′－腺苷酸脫氨酶NH4+乙醇，醇乙醇脫氫酶Pt過(guò)氧化物過(guò)氧化氫酶Pt(O2)磷酸葡萄硫酸酯酶+葡萄糖氧化酶Pt(O2)D-氨基酸D－氨基酸氧化酶NH4+L-氨基酸L－氨基酸氧化酶NH3蔗糖蔗糖酶+葡萄糖氧化酶Pt(H2O2)琥珀酸琥珀酸脫氫酶Pt(O2)硫酸酯芳基硫酸酯酶Pt硫氰酸硫氰酸酶CN－硝酸鹽硝酸鹽還原酶/亞硝酸鹽還原酶NH4+亞硝酸鹽亞硝酸鹽還原酶NH3（氣體）草酸草酸脫羧酶CO2（氣體）青霉素青霉素酶pH乳酸乳酸脫氫酶；細(xì)胞色素bPt，F(xiàn)e（CN）-4L－氨基酸脫羧酶CO2L－精氨酸精氨酸酶NH4+L－天冬酰胺天冬酰胺酶NH4+本章目錄第七十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二1、微生物、植物和動(dòng)物細(xì)胞固定化5.6細(xì)胞和原生質(zhì)體固定化第七十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二細(xì)胞特性比較細(xì)胞種類(lèi)植物細(xì)胞微生物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞大小/um20-3001-1010-100倍增時(shí)間/h>120.3-6>15營(yíng)養(yǎng)要求簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單復(fù)雜光照要求大多數(shù)要光照不要求不要求對(duì)剪切力敏感大多數(shù)不敏感敏感主要產(chǎn)物色素、藥物、香精、酶等醇、有機(jī)酸、氨基酸、抗生素、核苷酸、酶疫苗、激素、抗體、酶第七十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二固定化細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)利用物理或化學(xué)手段將游離細(xì)胞限制于特定空間里或表面的培養(yǎng)技術(shù)。培養(yǎng)液可在細(xì)胞間流動(dòng)，細(xì)胞將產(chǎn)物分泌到培養(yǎng)液中，不需破碎細(xì)胞即可源源不斷地從培養(yǎng)液中獲得所需成分。第七十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二原理：密集而有一定程度分化的、生長(zhǎng)緩慢的細(xì)胞能比分散而無(wú)結(jié)構(gòu)的、生長(zhǎng)迅速的細(xì)胞積累更多的次生代謝產(chǎn)物第八十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二優(yōu)點(diǎn)——與懸浮培養(yǎng)相比可以消除或極大地減弱營(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)引起的切變力細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢，使次級(jí)代謝物（對(duì)人類(lèi)有用）的產(chǎn)量增高，高產(chǎn)的固定化細(xì)胞的生物合成能力可達(dá)游離細(xì)胞的100倍第八十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二固定化之后使細(xì)胞間的接觸緊密，氣體和營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)形成梯度，細(xì)胞有如在生物體組織中，有利于次生代謝進(jìn)行通過(guò)培養(yǎng)液的循環(huán)供應(yīng)，一方面可以保障細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)需要；另一方面可以避免由于代謝產(chǎn)物的積累而對(duì)細(xì)胞代謝造成反饋抑制優(yōu)點(diǎn)——與懸浮培養(yǎng)相比第八十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二便于操作培養(yǎng)基的組分和比例——次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)量調(diào)節(jié)較成批培養(yǎng)簡(jiǎn)單：避免細(xì)胞受損和污染容易建立化學(xué)和物理上的梯度優(yōu)點(diǎn)——與懸浮培養(yǎng)相比第八十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二便于次生代謝物的收集外分泌型細(xì)胞：直接在培養(yǎng)基中收集產(chǎn)物內(nèi)分泌型細(xì)胞：通過(guò)化學(xué)誘導(dǎo)使其釋放產(chǎn)物到培養(yǎng)液中消除產(chǎn)物對(duì)代謝的反饋抑制作用，將產(chǎn)量提高到最大程度優(yōu)點(diǎn)——與懸浮培養(yǎng)相比第八十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二缺點(diǎn)必須保持菌體的完整，需防止菌體的自溶，否則影響產(chǎn)物的純度；必須抑制細(xì)胞內(nèi)蛋白酶對(duì)目的酶的分解；胞內(nèi)多酶的存在，會(huì)形成副產(chǎn)物；載體、細(xì)胞膜或細(xì)胞壁會(huì)造成底物滲透與擴(kuò)散的障礙等。第八十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、植物細(xì)胞固定化培養(yǎng)技術(shù)第八十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二1、植物細(xì)胞固定化在植物細(xì)胞培養(yǎng)方法中，該法是最新的培養(yǎng)技術(shù)，而且是一種最接近自然狀態(tài)下的培養(yǎng)方法固定化的結(jié)果：促使細(xì)胞以多細(xì)胞狀態(tài)或局部組織狀態(tài)一起生長(zhǎng)，且細(xì)胞處于靜止?fàn)顟B(tài)，所建立起來(lái)的物理和化學(xué)因子梯度能提供一種最接近細(xì)胞體內(nèi)狀態(tài)的環(huán)境第八十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二優(yōu)點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)迅速且松散的細(xì)胞其次生代謝物積累水平極低，主要為初級(jí)代謝產(chǎn)物而聚集的或部分組織化的細(xì)胞所積累的次生代謝產(chǎn)物要比生長(zhǎng)迅速而松散的細(xì)胞高第八十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二聚集化和組織化的作用培養(yǎng)細(xì)胞的組織化水平越接近整體植株水平，就越能以整體植株相同的方式對(duì)環(huán)境因子的刺激起反應(yīng)聚集的細(xì)胞其生長(zhǎng)速度低于游離的懸浮培養(yǎng)細(xì)胞，且生長(zhǎng)速度的降低與次級(jí)代謝物產(chǎn)量的提高之間有正相關(guān)性第八十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、植物細(xì)胞的固定化方法根據(jù)細(xì)胞的種類(lèi)、大小和特性的不同，選擇不同的固定化方法主要分吸附法和包埋法兩類(lèi)吸附法——吸附在固體吸附劑表面包埋法——包埋在多孔載體內(nèi)部共價(jià)結(jié)合法和交聯(lián)法第九十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.1吸附法使用固體吸附劑，將細(xì)胞吸附在其表面而使細(xì)胞固定化的方法多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料的大孔隙或裂縫中中空纖維的外壁例如將多孔陶瓷顆粒洗凈和滅菌后置懸浮細(xì)胞中進(jìn)行振蕩培養(yǎng)，一段時(shí)間后細(xì)胞就會(huì)吸附在多孔陶瓷的孔洞內(nèi)，并在其中生長(zhǎng)繁殖和新陳代謝第九十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二根據(jù)吸附劑的特點(diǎn)分:1）物理吸附法（physicaladsortion）作用力：氫鍵、疏水鍵常用載體：氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、羥基磷灰石、纖維素等2）離子結(jié)合法（ionbinding）作用力：離子鍵常用載體：DEAE-纖維素、DEAE-葡聚糖凝膠、CM-纖維素第九十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二中空纖維固定植物細(xì)胞將植物細(xì)胞定置于中空纖維的外壁和外殼容器的內(nèi)壁之間培養(yǎng)液及氣體在中空纖維的管內(nèi)流動(dòng)，各種營(yíng)養(yǎng)成分和溶解氧通過(guò)中空纖維的半透膜管壁傳遞給外壁的細(xì)胞細(xì)胞的代謝產(chǎn)物又通過(guò)中空纖維膜分布到管內(nèi)培養(yǎng)液中，并隨培養(yǎng)液流出第九十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二聚丙烯中空纖維膜第九十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二此法近似于植物體內(nèi)物質(zhì)的傳遞與交換形式，有利于細(xì)胞生長(zhǎng)和新陳代謝的進(jìn)行中空纖維作為固定化載體的缺點(diǎn)有時(shí)纖維管會(huì)阻塞而影響物質(zhì)傳遞中空纖維成本較高，難以大規(guī)模生產(chǎn)利用第九十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二吸附法優(yōu)缺點(diǎn)操作簡(jiǎn)便易行對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、繁殖和新陳代謝沒(méi)有明顯的影響吸附力較弱、吸附不牢固細(xì)胞容易脫落，使用受到一定的限制第九十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.2包埋法將細(xì)胞包埋在多孔載體內(nèi)部凝膠包埋法以各種多孔凝膠為載體，將細(xì)胞包埋在凝膠的微孔內(nèi)而使細(xì)胞固定化的方法。細(xì)胞經(jīng)包埋固定后，被限制在凝膠的微孔內(nèi)進(jìn)行生長(zhǎng)、繁殖和新陳代謝半透膜包埋法第九十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二凝膠包埋法應(yīng)用最廣泛適用于各種植物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞和微生物細(xì)胞使用的載體海藻酸鈣凝膠、角叉才膠、明膠、聚丙烯酰胺凝膠、光交聯(lián)樹(shù)脂、瓊脂等第九十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二①瓊脂凝膠包埋法第九十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二也可將瓊脂細(xì)胞混懸液攤成薄層，待其冷卻凝固后，在無(wú)菌條件下，將固定化細(xì)胞膠層切成所需的形狀缺點(diǎn)瓊脂糖凝膠的機(jī)械強(qiáng)度較差氧氣、底物和產(chǎn)物的擴(kuò)散比較困難應(yīng)用受限第一百頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二lbhuang@瓊脂凝膠第一百零一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二②海藻酸鈣凝膠包埋法第一百零二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二操作簡(jiǎn)便、條件溫和、對(duì)細(xì)胞無(wú)毒性通過(guò)改變海藻酸鈉的濃度可以改變凝膠的孔徑，適合多種細(xì)胞的固定化磷酸鹽（營(yíng)養(yǎng)液中）會(huì)破壞凝膠的結(jié)構(gòu)，應(yīng)控制好其濃度在營(yíng)養(yǎng)液中保持一定濃度的鈣離子，維持凝膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性第一百零三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二海藻酸鈣凝膠第一百零四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二③角叉菜膠包埋法溶解、滅菌、冷卻到35-50℃與細(xì)胞懸浮液混勻后滴到預(yù)冷的氯化鉀溶液中，制成小球狀固定化細(xì)胞膠粒也可按需制成片狀或其它形狀凝聚成型時(shí)可使用其它陽(yáng)離子，如NH4+、Ca2+等第一百零五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二角叉菜膠具有一定的凝膠強(qiáng)度、對(duì)細(xì)胞無(wú)毒害通透性較好，是一種良好的固定化載體應(yīng)用廣泛第一百零六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二④明膠包埋法明膠是一種蛋白質(zhì)，易受蛋白酶的分解高壓蒸汽滅菌，105℃，1.05MPa，15分鐘冷卻至35℃以上第一百零七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二⑤聚丙烯酰胺凝膠包埋法第一百零八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二第一百零九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二機(jī)械強(qiáng)度高，孔徑與丙烯酰胺濃度相關(guān)但丙烯酰胺單體對(duì)細(xì)胞有一定的毒害作用，應(yīng)盡量縮短聚合時(shí)間第一百一十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二⑥光交聯(lián)樹(shù)脂包埋法在光的作用下分子間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，生成不溶性網(wǎng)狀聚合物——光交聯(lián)樹(shù)脂作用原理：在一定波長(zhǎng)的光引發(fā)下，帶有可以發(fā)生光交聯(lián)反應(yīng)官能團(tuán)高分子之間發(fā)生加成性交聯(lián)聚合反應(yīng)，生成不溶性交聯(lián)產(chǎn)物為了增加光敏感范圍，此類(lèi)樹(shù)脂在使用時(shí)有時(shí)需要加入光敏化劑第一百一十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二固定過(guò)程第一百一十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二不同分子量的預(yù)聚物形成不同孔徑的樹(shù)脂，適合多種不同直徑的細(xì)胞固定光交聯(lián)樹(shù)脂的強(qiáng)度高，可連續(xù)使用較長(zhǎng)的時(shí)間用紫外光照射幾分鐘就可完成固定化，時(shí)間短對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖和新陳代謝沒(méi)有明顯影響第一百一十三頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二半透膜包埋半透膜包埋法是將細(xì)胞包埋在由各種高分子聚合物制成的小球內(nèi)半透膜：直徑幾十微米到幾百微米厚約25nm植物細(xì)胞孔徑>半透膜孔徑小于半透膜孔徑的小分子底物和產(chǎn)物可以自由進(jìn)出，被稱(chēng)為“人工細(xì)胞”第一百一十四頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.3共價(jià)結(jié)合法細(xì)胞表面上功能團(tuán)和固相支持物表面的反應(yīng)基團(tuán)之間形成化學(xué)共價(jià)鍵連接，從而形成為固定化細(xì)胞細(xì)胞與載體結(jié)合緊密，不易脫落；但制備較難，且活力損失較大第一百一十五頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二載體：親水載體優(yōu)于疏水載體天然高分子衍生物:

纖維素葡聚糖凝膠親和性好，機(jī)械性能差瓊脂糖合成聚合物：聚丙烯酰胺 聚苯乙烯機(jī)械性能好，但有疏水結(jié)構(gòu)尼龍第一百一十六頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.4交聯(lián)法利用雙功能或多功能試劑，直接與細(xì)胞表面的反應(yīng)基團(tuán)（如氨基酸、羥基、咪唑基等）發(fā)生反應(yīng)，使其彼此交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化細(xì)胞，其結(jié)合力是共價(jià)鍵此法制備麻煩，活力損失較大；但細(xì)胞與載體結(jié)合較緊第一百一十七頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二3、固定化植物細(xì)胞的特點(diǎn)與懸浮培養(yǎng)相比有以下特點(diǎn)：植物細(xì)胞經(jīng)固定化后，由于有載體的保護(hù)作用，可減輕剪切力和其它外界因素對(duì)植物細(xì)胞的影響，提高植物細(xì)胞的存活率和穩(wěn)定性細(xì)胞經(jīng)固定化后，被束縛在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行生命活動(dòng)，不容易聚集成團(tuán)第一百一十八頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二固定化植物細(xì)胞培養(yǎng)可以簡(jiǎn)便地在不同的培養(yǎng)階段更換不同的培養(yǎng)液首先在生長(zhǎng)培養(yǎng)液中生長(zhǎng)增殖，在達(dá)到一定的細(xì)胞密度后，改換成發(fā)酵培養(yǎng)液，以利于生產(chǎn)各種所需的次級(jí)代謝物第一百一十九頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二固定化植物細(xì)胞可反復(fù)使用或連續(xù)使用一段較長(zhǎng)的時(shí)間，大大縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)率固定化植物細(xì)胞易與培養(yǎng)液分離，利于產(chǎn)品的分離純化，提高產(chǎn)品質(zhì)量第一百二十頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二注意事項(xiàng)為了長(zhǎng)期利用，需要防止固定化細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)措施采用有限度的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基改變培養(yǎng)基的激素濃度，限制其生長(zhǎng)否則會(huì)引起滲漏或破壞小球第一百二十一頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、動(dòng)物細(xì)胞固定化技術(shù)第一百二十二頁(yè)，共一百三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二lbhuang@現(xiàn)狀動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是生產(chǎn)用于生物、醫(yī)學(xué)研究中所需生物大分子物質(zhì)的主要手段之一，現(xiàn)在已發(fā)展成生物醫(yī)藥高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分生長(zhǎng)激素、干擾素、單克隆抗體、疫苗、白細(xì)胞介素