酶的固定化與酶反應(yīng)器

酶的固定化與酶反應(yīng)器提綱§3.1引言§3.2酶的固定化§3.3細(xì)胞的固定化§3.4固定化酶與固定化細(xì)胞的應(yīng)用§3.5酶及固定化酶反應(yīng)器第2頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)引言

酶的應(yīng)用受到限制的原因

◆穩(wěn)定性差，在溫度、pH和無(wú)機(jī)離子等外界等因素的影響下容易變性；◆反應(yīng)后從反應(yīng)混合物中回收有活性的酶使其重復(fù)利用有困難，這種一次性的使用方式使得生產(chǎn)成本高，且難以連續(xù)化；◆酶反應(yīng)后成為雜質(zhì)與產(chǎn)物混合在一起，給后續(xù)分離帶來(lái)困難。

怎樣獲得理想的生物催化劑？20世紀(jì)50年代固定化技術(shù)正是出于此目的發(fā)展起來(lái)的第3頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天1953年，德國(guó)人采用聚氨基苯乙烯樹(shù)脂為載體，經(jīng)重氮法活化后分別與羧肽酶、淀粉酶等結(jié)合制成不容與水的固定化酶60年代后期，固定化技術(shù)迅速發(fā)展。1969年，日本千煙一郎首次在工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)用固定化氨基酰化酶生產(chǎn)L-氨基酸；1978年，日本人用固定化枯草桿菌細(xì)胞生產(chǎn)α-淀粉酶；1982年，日本首次研究固定化原生質(zhì)體生產(chǎn)谷氨酸取得進(jìn)展在我國(guó)，華南理工大學(xué)在固定化技術(shù)方面有些研究。1984年，郭勇等人首次應(yīng)用固定化細(xì)胞生產(chǎn)α-淀粉酶、糖化酶和果膠酶研究；1986年，應(yīng)用固定化原生質(zhì)體生產(chǎn)堿性磷酸酶取得成功

(作業(yè)：綜述我國(guó)固定化酶技術(shù)的研究進(jìn)展及應(yīng)用概況)

酶固定化技術(shù)的發(fā)展

第4頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

固定化酶的定義

固定化酶的制備原則

酶的固定化方法

固定化酶的性質(zhì)

輔酶的固定化第二節(jié)酶的固定化第5頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天固定化酶的定義一、基本概念

所謂固定化酶指在一定空間內(nèi)呈閉鎖狀態(tài)存在的酶，能連續(xù)地進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的酶可以回收利用。固定化所采用的酶，可以是經(jīng)提取分離后得到的有一定純度的酶，也可以是結(jié)合在菌體(死細(xì)胞)或細(xì)胞碎片上的酶或酶系。固定在載體上的菌體或菌體碎片稱為固定化菌體，它是固定化酶的一種形式。在固定化細(xì)胞(活細(xì)胞)出現(xiàn)之前，也有人將固定化菌體稱為固定化細(xì)胞。第6頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天優(yōu)點(diǎn)：

①極易將固定化酶與底物、產(chǎn)物分開(kāi)；②可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行反復(fù)分子化反應(yīng)和裝柱連續(xù)反應(yīng)；③大多數(shù)情況下能提高酶的穩(wěn)定性；④產(chǎn)物溶液中沒(méi)有酶的殘留，簡(jiǎn)化了提純工藝；⑤酶的使用效率高，成本降低。二、固定化酶與游離酶相比的特點(diǎn)：第7頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

缺點(diǎn)：

①固定化時(shí)酶活力有損失，如交聯(lián)的枯草桿菌蛋白酶晶體水解氨基酸酯的活力比可溶性酶低96.4%，然而固定化的脂肪酶合成酶的活力比游離酶增加40倍；②增加了生產(chǎn)的成本，工廠初始投資大；③只能用于可溶性底物，而且適用于小分子底物，對(duì)大分子底物不適合；④與完整菌體相比，不適宜于多酶反應(yīng)，尤其是需要輔助因子反應(yīng)；⑤胞內(nèi)酶必須經(jīng)過(guò)酶的分離手續(xù)。第8頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天制備固定化酶要遵循幾個(gè)基本原則：必須注意維持酶的催化活性及專一性；固定化應(yīng)該有利于生產(chǎn)自動(dòng)化、連續(xù)化，為此載體必須有一定的機(jī)械強(qiáng)度；固定化酶應(yīng)有最小的空間位阻，盡可能不妨礙酶與底物的接近；酶與載體必須牢固結(jié)合，有利于回收、反復(fù)利用；應(yīng)由最大的穩(wěn)定性，所選載體不與底物、產(chǎn)物反應(yīng)；成本低，有利于工業(yè)使用。固定化酶的制備原則第9頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

非共價(jià)結(jié)合法

化學(xué)結(jié)合法

包埋法

逆膠束酶反應(yīng)系統(tǒng)熱處理法酶的固定化方法第10頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天非共價(jià)結(jié)合法結(jié)晶法

就是使酶結(jié)晶從而實(shí)現(xiàn)固定化的方法。晶體酶提供了高的酶濃度，對(duì)于活力較低的酶來(lái)說(shuō)具有優(yōu)越性。局限性：不斷的重復(fù)循環(huán)中，酶會(huì)有耗損。物理吸附法

利用固體吸附劑將酶吸附于其表面而使酶固定化的方法。

常用的載體：☆無(wú)機(jī)載體：多孔玻璃、活性炭、漂白土、硅膠；

☆天然高分子載體：淀粉、膠原蛋白等；☆大孔樹(shù)脂優(yōu)點(diǎn)：酶活性中心不易被破壞和酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)變化少，酶活力損失少

缺點(diǎn)：酶與載體相互作用弱，酶易脫落第11頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天離子結(jié)合法

酶通過(guò)離子鍵結(jié)合于具有離子交換基的水不溶性載體的固定化方法。載體：☆陰離子交換劑：DEAE-纖維素、DEAE-葡聚糖凝膠等☆陽(yáng)離子交換劑：CM-纖維素

特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，處理?xiàng)l件溫和，酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)和活性中心的殘基部已被破壞，能得到酶活回收率較高的固定化酶。其吸附量可達(dá)50-150mg酶蛋白/g載體

缺點(diǎn)：結(jié)合力較弱，酶與載體的結(jié)合不牢固，在pH值和離子強(qiáng)度等條件改變時(shí)，酶易脫落。第12頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天以固定化氨基?；笧槔龑⑻幚沓梢籓H型的DEAE-葡聚糖凝膠加至含有氨基酰化酶的0.1mol／L的pH.7.0磷酸緩沖液中，于37℃條件下，攪拌5h，氨基?；妇涂膳cDEAE-葡聚糖凝膠通過(guò)離子鍵結(jié)合，制成固定化氨基酰化酶。將處理過(guò)的DEAE-葡聚糖凝膠裝進(jìn)離子交換柱，用氫氧化鈉處理，使之成為OH型，用無(wú)離子水沖洗，再用pH7.0的0.1mol／L磷酸緩沖液平衡備用。另將一定量的氨基?；溉苡趐H7.0的0.1m01／L磷酸緩沖液中配成一定濃度的酶液，在37℃的條件下，讓酶液慢慢流過(guò)離子交換柱，就可制備成固定化氨基?；?。用于拆分乙酰-DL—氨基酸，生產(chǎn)L—氨基酸。第13頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.共價(jià)結(jié)合法

——酶與載體以共價(jià)鍵結(jié)合的固定化方法

◆酶分子中可以形成共價(jià)鍵的基團(tuán)：氨基、羧基、巰基、羥基、酚羥基和咪唑基等。

◆共價(jià)鍵結(jié)合法所采用的載體：

天然有機(jī)載體：多糖、蛋白質(zhì)、細(xì)胞等；

無(wú)機(jī)載體：玻璃、陶瓷等；

合成聚合物：聚酯、聚氨、尼龍等

◆載體的活化：借助于某種方法，在載體上引進(jìn)某一活潑基團(tuán)。然后此活潑基團(tuán)再與酶分子上的某一基團(tuán)反應(yīng)，形成共價(jià)鍵?；瘜W(xué)結(jié)合法——共價(jià)結(jié)合法；交聯(lián)法第14頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天◆載體的活化方法

纖維素、葡聚糖、瓊脂糖等，可用溴化氫法、活化酯法、環(huán)氧化法及三嗪法。

①溴化氫法：能在非常溫和的條件下與酶蛋白的氨基發(fā)生反應(yīng)而普遍使用，用溴化氫活化的瓊脂糖已在實(shí)驗(yàn)室廣泛用于制備固定化酶。ROHOH[ROHNOC]ROOC=NHR-O-C-NH-ER-O-C-NH-ENHROOC=N-E亞胺碳酸酯型異脲型氨基甲酸酯型H2N+E堿性CNBr(一)羥基聚合物亞氨基碳酸酯衍生物第15頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天②三嗪法HClClR-O-R’-ClH2N-EHS-EOH-ER-O-R’-NH-ER-O-R’-S-ER-O-R’-O-ER-OH+RCNNCNCO+三氯-均三嗪ClCNNCNCClClCl第16頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天③活化酯法④環(huán)氧化法第17頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天小結(jié)對(duì)于含羥基的聚合物載體的活化可以采用：溴化氰法、三嗪法、活化酯法和環(huán)氧化法活化，其中溴化氰法活化的瓊脂糖已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室被廣泛用于制備固定化酶。第18頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）多胺載體①重氮法：具有芳香族氨基酸的載體在稀鹽酸和亞硝酸鈉中進(jìn)行反應(yīng)，成為重氮鹽化合物，然后與酶發(fā)生偶合反應(yīng)得到固定化酶。酶蛋白中游離的氨基、咪唑基、酚羥基等參與反應(yīng)。

R-O-CH2NH2+HNO2

R-O-CH2N+N

R-O-CH2N=N-EHCl第19頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天②甘蔗渣或纖維素等多糖類的載體在堿性條件下與β-硫酸酯乙砜基苯胺（SESA）反應(yīng)，生成對(duì)氨基苯磺酰乙基纖維素（ABSE-纖維素），然后再重氮化，與酶偶聯(lián)。

優(yōu)點(diǎn)：采用比較廉價(jià)的纖維素作載體，在酶分子與載體間間隔了ABSE基團(tuán)，這樣偶聯(lián)的載體上的酶蛋白分子有較大的擺動(dòng)自由度，可以減少載體造成的空間位阻。第20頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）羧基載體②疊氮法①酰肼衍生物第21頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天酶與載體結(jié)合牢固，一般不會(huì)因底物濃度高或存在鹽類等原因而輕易脫落。反應(yīng)條件苛刻，操作復(fù)雜由于共價(jià)結(jié)合可能引起酶蛋白高級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，破壞部分活性中心，因此不能達(dá)到比活力較高的固定化酶，酶活回收率一般在30%左右，甚至底物的專一性等酶的性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化◆共價(jià)結(jié)合法的特點(diǎn)現(xiàn)已有活化載體的商品出售，如商品名為偶聯(lián)凝膠（couplinggel）第22頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.交聯(lián)法

—用雙功能或多功能試劑使酶與酶或微生物細(xì)胞和細(xì)胞之間交聯(lián)的固定化方法。

雙功能試劑：戊二醛、乙二胺、雙偶氮聯(lián)苯胺等，其中應(yīng)用最廣泛的是戊二醛。參與反應(yīng)的酶蛋白基團(tuán)：N-末端的α-NH3ε-NH3、酚羥基、咪唑基、巰基等。戊二醛的反應(yīng)：第23頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天交聯(lián)法的特點(diǎn)

制備的固定化酶結(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。

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。例如，將酶先用凝膠包埋后再用戊二醛交聯(lián)，或先將酶用硅膠等吸附后再進(jìn)行交聯(lián)等。這種固定化方法稱為雙重固定化法。雙重固定化法已在酶和菌體固定化方面廣泛采用，可制備出酶活性高、機(jī)械強(qiáng)度又好的固定化酶或固定化菌體。第24頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

將酶或含酶菌體包埋在各種多孔載體中，使酶固定化的方法稱為包埋法，又分為網(wǎng)格型和微囊型兩種方法。網(wǎng)格型：將酶或微生物包埋在高分子凝膠細(xì)微網(wǎng)格中的稱為網(wǎng)格型包埋法海藻酸鈣凝膠、K-角叉菜膠、瓊脂凝膠等特點(diǎn)：條件溫和，對(duì)酶活性影響小，但強(qiáng)度差

合成凝膠：常用載體：天然凝膠：聚丙烯酰胺凝膠、光交聯(lián)樹(shù)脂、聚乙烯醇等特點(diǎn)：強(qiáng)度高，對(duì)溫度、pH耐受性強(qiáng)，但需一定條件才能反應(yīng)，易引起酶部分失活。

第25頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天以聚丙烯酰胺凝膠為例在含有酶（或細(xì)胞）的水溶液中加入一定比例的單體丙烯酰胺（CH2=CH-CONH2）和交聯(lián)劑N,N’-甲撐雙丙烯酰胺；在催化劑（二甲氨基丙氰）和引發(fā)劑（過(guò)硫酸鉀）的作用下低溫（冰浴）聚合，產(chǎn)生的聚合物凝膠便是固定化酶；通過(guò)機(jī)械方法分散成一定大小的顆粒以供應(yīng)用。

此法固定量高，可達(dá)10-100mg/g單體，是固定化微生物中用得最多的、最有效的方法。第26頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天微囊型：將酶或微生物包埋在高分子半透膜中的稱為微囊型。制備微囊型固定化酶的方法：

?界面沉淀法：利用某些高聚物在水相和有機(jī)相界面上溶解度極低而形成皮膜將酶包埋的方法。常用的作為膜材料的高聚物有：硝酸纖維素、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。例如：三醋酸纖維能溶于二氯甲烷，但在甲苯溶液中沉淀析出。酶水溶液+含醋酸纖維的二氯甲烷乳濁液，在攪拌的條件下，混入甲苯中，三醋酸纖維便在水相界面沉淀，形成薄膜。第27頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天?界面聚合法：利用親水性單體和疏水性單體在界面發(fā)生聚合的原理包埋酶的方法。

例如：酶水溶液與1,6-己二胺水溶液混合，立即在含有Span-85的氯仿-環(huán)己烷中分散乳化，加入溶于有機(jī)相的癸二酰氯后，便在油水界面上發(fā)生聚合反應(yīng)，形成尼龍膜，將酶包埋。

特點(diǎn)：此法制備的微囊大小能隨乳化劑濃度和乳化時(shí)的攪拌速度而自由控制；制備過(guò)程所需時(shí)間短；但在包埋過(guò)程中由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會(huì)引起酶失活。第28頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天包埋法的特點(diǎn)?不需要酶蛋白的氨基酸殘基反應(yīng)，很少改變酶的結(jié)構(gòu)，酶活回收率高；?在包埋時(shí)發(fā)生化學(xué)聚合反應(yīng)，酶容易失活；?只有水分子可以通過(guò)，高分子凝膠的網(wǎng)格擴(kuò)散，只適用于作用小分子底物和產(chǎn)物的酶。?二級(jí)乳化法：酶溶液先在高聚物（常用乙基纖維素、聚苯乙烯等）有機(jī)相中分散，乳化液再在水相中分散成次級(jí)乳化液，當(dāng)有機(jī)高聚物溶液固化后，每個(gè)固體球內(nèi)包含著酶液。

特點(diǎn)：方法容易，但膜較厚，影響底物的分散。第29頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天逆膠束：表面活性劑等兩性分子在有機(jī)相中自發(fā)形成聚集體，表面活性劑親水端連接成逆膠束的極性核，而疏水端向外進(jìn)入有機(jī)相中。

酶以逆膠束形式被固定，并在有機(jī)相中參與反應(yīng)。用于逆膠束的表面活性劑：琥珀酸二辛酯磺酸鈉（AOT）；溴代十六烷基三甲銨（TAB）;氯代三辛基甲銨等.主體有機(jī)相：環(huán)己烷、庚烷、辛烷、硅油等制備方法：將含酶水溶液注入到含表面活性劑的有機(jī)相中，然后進(jìn)行攪拌直到形成透明膠為止。逆膠束酶反應(yīng)系統(tǒng)第30頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

將酶細(xì)胞在一定溫度下加熱處理,使酶固定在菌體內(nèi)制得固定化菌體。如，擴(kuò)大培養(yǎng)的含葡萄糖異構(gòu)酶的鏈霉素細(xì)胞，在60-65℃處理15min即可。此法可與交聯(lián)法或其它方法聯(lián)用。熱處理法第31頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天固定化方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較特性物理吸附法離子結(jié)合法包埋法共價(jià)結(jié)合法交聯(lián)法制備易易易難難結(jié)合力中弱強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)酶活力高高高中中底物專一性無(wú)變化無(wú)無(wú)有變化有再生可能可能不可能不可能

不可能固定化費(fèi)用低低中中高第32頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天固定化后酶活力的變化固定化對(duì)酶穩(wěn)定性的影響固定化酶的最適溫度變化固定化酶的最適pH變化固定化酶米氏常數(shù)的變化固定酶的性質(zhì)第33頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天固定化酶的活力在多數(shù)情況下比天然酶小例如：用羧甲基纖維素作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)低分子底物苯酚精氨酸對(duì)硝基酰替苯胺的活力保持80%。固定化后酶活力的變化原因①酶空間自由度受到限制；②空間構(gòu)象會(huì)有所變化；③內(nèi)擴(kuò)散阻力使底物分子與活性中心接近受阻；④包埋時(shí)，大分子底物不能透過(guò)膜與酶接觸第34頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天酶固定化的穩(wěn)定性一般比游離酶的穩(wěn)定性好主要表現(xiàn)在：●對(duì)熱的穩(wěn)定性提高，可以耐受較高的溫度；●對(duì)各種有機(jī)試劑及酶抑制劑的穩(wěn)定性提高，在尿素、有機(jī)溶劑和鹽酸胍等蛋白質(zhì)變性劑的作用下，仍可保留較高的酶活力等；●對(duì)于不同pH、蛋白酶、貯存條件和操作條件、固定化酶的穩(wěn)定性都有影響。

固定化對(duì)酶穩(wěn)定性的影響第35頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天穩(wěn)定性提高的原因：

●固定化后酶與載體多點(diǎn)連接，防止酶分子伸展變形；●酶活力釋放緩慢；●抑制酶的自降解。第36頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

固定化酶的最適作用溫度一般與游離酶差不多，但有些由于采用的固定化方法和所用載體不同，也會(huì)發(fā)生變化。以氨基?；笧槔肈EAE-葡聚糖凝膠經(jīng)離子鍵結(jié)合法固定化后，其最適溫度(72℃)比游離酶的最適溫度(60℃)提高12℃；用DEAE-纖維素固定化的，其最適溫度(67℃)比游離酶提高7℃；用烷基化法固定化的氨基酰化酶，其最適溫度卻比游離酶有所降低。固定化酶最適溫度的變化第37頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

酶經(jīng)過(guò)固體化后，其作用的最適pH值往往會(huì)發(fā)生一些變化固定化酶最適pH的變化第38頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天●載體的帶電性質(zhì)

※帶負(fù)電荷的載體制備的固定化酶，其最適pH值比游離酶的最適pH值為高（即向堿性一側(cè)移動(dòng)）；

※帶正電荷載體制備的固定化酶的最適pH值比游離酶的最適pH值為低（即向酸性一側(cè)移動(dòng)）；

※不帶電荷的載體制備的固定化酶，其最適pH值一般不改變（有時(shí)也會(huì)有所改變，但不是由于載體的帶電性質(zhì)所引起的）。原因:

由于在使用帶負(fù)電荷的載體時(shí)，載體會(huì)吸引反應(yīng)液中的氫離子（H+←）到其附近，致使固定化酶所處的反應(yīng)區(qū)域的pH值比周圍反應(yīng)液的pH值低一些,這樣就必須把反應(yīng)液的pH值提高一些，才能使酶充分發(fā)揮其催化功能。第39頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天●酶催化產(chǎn)物的帶電性質(zhì)

※催化反應(yīng)的產(chǎn)物為酸性時(shí)，固定化酶的最適pH值要比游離酶的最適pH值高一些；

※產(chǎn)物為堿性時(shí)，固定化酶的最適pH值要比游離酶的最適pH※產(chǎn)物為中性時(shí)，最適pH值一般不改變。原因:由于固定化載體成為擴(kuò)散障礙，使反應(yīng)產(chǎn)物向外擴(kuò)散受到一定的限制所造成的。當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物為酸性時(shí)，由于擴(kuò)散受到限制而積累在固定化酶所處的催化區(qū)域內(nèi)，使此區(qū)域內(nèi)的pH值降低，必需提高周圍反應(yīng)液的pH值，才能達(dá)到酶所要求的pH值。為此，固定化酶的最適pH值比游離酶要高一些。第40頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天固定化酶的表觀米氏常數(shù)Km隨著載體的帶電性能變化，具體表現(xiàn)在：

1.酶結(jié)合于電中性載體，由于擴(kuò)散限制造成Km上升；

2.載體電荷性質(zhì)與底物相反的，固定化酶Km低于溶液的Km；

3.載體與底物電荷相同的，固定化酶的Km顯著增加；變化受溶液中離子強(qiáng)度的影響：離子強(qiáng)度增加，載體周圍的靜電梯度逐漸減少，Km變化也逐漸縮小至消失。

例如：在低離子濃度下，多聚陰離子衍生物胰蛋白酶復(fù)合物對(duì)苯甲酰胺酸乙酯的Km比原酶小96.8%，但在高離子濃度下接近原酶的Km

固定化酶米氏常數(shù)Km的變化第41頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天輔酶的固定化一、輔酶的定義及分類

有無(wú)機(jī)和無(wú)機(jī)輔助因子之分。其中有機(jī)輔助因子分為兩類：

一是輔酶（酶間載體），其作用是從某反應(yīng)向另一反應(yīng)傳遞物質(zhì)。它們與酶蛋白結(jié)合得比較松散，并且往往能夠通過(guò)透析法除去。例如，脫氫酶反應(yīng)中需要的輔酶I（NADH和NAD+）和輔酶Ⅱ（NADPH和NADP＋）；

二是輔基（酶間傳遞），它們與酶蛋白結(jié)合相當(dāng)緊密，用透析法不易除去，必須經(jīng)過(guò)一定的化學(xué)處理才能使之分離。它是酶活性中心的組成部分。例如，過(guò)氧化氫酶中的鐵卟啉，黃素酶類中的黃素核苷酸（FMN和FAD）及維生素B6、維生素B12等第42頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、輔酶的固定化方法輔基的固定化

首先，應(yīng)選擇合適的載體.目前使用的載體主要有瓊脂糖，此外還有纖維素、玻璃珠及合成高分子載體等。理想的載體應(yīng)具備的條件：無(wú)特異性吸附；具有多孔性；有適合引入配基的官能團(tuán)；化學(xué)穩(wěn)定性好，；有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度。

其次，間隔臂（手臂）的選擇也非常重要。一般輔基分子和載體之間需要0.5～1．0nm長(zhǎng)的手臂。此外必須考慮輔基的性質(zhì)，如疏水性、親水性、離子性和體積大小等因素。

輔基共價(jià)偶聯(lián)于載體上：①引入適當(dāng)?shù)墓δ芑鶊F(tuán)。（一般引入羧基和氨基后），②將具有某種功能團(tuán)的輔基先與間隔臂結(jié)合，再與活化的載體偶聯(lián)；或者先使間隔臂與活化的載體結(jié)合，再與輔基偶聯(lián)。第43頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天與CNBr活化的載體直接偶聯(lián)第44頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天與具有間隔臂的載體偶聯(lián)第45頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天輔酶的固定化輔酶的固定化方法與酶相似，一般采用溴化氯法、碳二亞胺法以及重氮偶聯(lián)法等共價(jià)偶聯(lián)，亦或?qū)⑵溥M(jìn)行適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)修飾后用在超濾器中。共價(jià)偶聯(lián)法與輔基固定化十分類似。

1.引入功能團(tuán)和間隔臂

輔酶引入的功能團(tuán)主要是氨基或羧基。ATP、NAD(P)和CoA的AMP的部分直接體現(xiàn)輔酶活力，所以不適宜進(jìn)行化學(xué)修飾，因此這類酶一般考慮在腺嘌呤6位或8位引入新的功能團(tuán)，制成輔酶衍生物。

2.高分子化

具有羧基的輔酶衍生物可以用二亞胺的縮合反應(yīng)使其與具有氨基的聚賴氨酸、聚乙亞胺等水溶性高分子結(jié)合而高分子化。水溶性高分子的選擇：①溶解度要大；②分子大小要適當(dāng)，使其能保持在半透膜中；第46頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天輔酶的再生根據(jù)輔酶和酶的固定化情況.需要輔酶的酶反應(yīng)系統(tǒng)一般分幾種類型:①均不;②輔酶不固定而酶固定;③輔酶固定而酶不固定;④輔酶和酶分別固定;⑤輔酶和酶共固定;⑥輔酶-酶復(fù)合物反應(yīng)系統(tǒng).NAD+(H)酶HLADH載體骨架NAD+NAD+酶Ⅰ酶ⅡA輔酶和酶共固定在載體上B通過(guò)間隔臂將輔助因子直接固定在酶分子上第47頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、固定化細(xì)胞的定義二、固定化細(xì)胞的分類、形態(tài)特征三、固定化細(xì)胞的制備四、評(píng)價(jià)固定化酶（細(xì)胞）的指標(biāo)第三節(jié)細(xì)胞的固定化第48頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、固定化細(xì)胞的定義

局限性：☆形成不需要的副產(chǎn)物；

☆存在著擴(kuò)散限制作用；

☆載體形成的孔隙大小影響高分子底物的通透性等

固定化細(xì)胞是指被限制自由移動(dòng)的細(xì)胞，即細(xì)胞受到物理化學(xué)等約束或限制在一定的空間界限內(nèi)，但細(xì)胞仍保留催化活性并具有能被反復(fù)或連續(xù)使用的活力。

固定化細(xì)胞的優(yōu)越性：

☆固定化細(xì)胞密度大，可增殖；☆發(fā)酵穩(wěn)定性好；

☆發(fā)酵液中含菌體較少；第49頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天固定化死細(xì)胞：在固定化之前或之后細(xì)胞經(jīng)物理或化學(xué)方法的處理，目的在于增加細(xì)胞膜的滲透性或抑制副反應(yīng)。固定化靜止細(xì)胞和饑餓細(xì)胞在固定化之后細(xì)胞是活的，但是由于采用了控制措施，細(xì)胞并不生長(zhǎng)繁殖，而是處于休眠狀態(tài)或饑餓狀態(tài)。固定化生長(zhǎng)細(xì)胞又稱固定化增殖細(xì)胞，是將活細(xì)胞固定在載體上并使其在連續(xù)反應(yīng)過(guò)程中保持旺盛的生長(zhǎng)、繁殖能力的一種固定化方法。

分類方式固定化細(xì)胞細(xì)胞類型微生物、動(dòng)物、植物生理狀態(tài)死細(xì)胞：完整細(xì)胞、細(xì)胞碎片、細(xì)胞器；活細(xì)胞：增值細(xì)胞、靜止細(xì)胞、饑餓細(xì)胞二、固定化細(xì)胞的分類、形態(tài)特征第50頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、固定化細(xì)胞的制備

固定化酶和固定化細(xì)胞都是以酶的應(yīng)用為目的，制備方法和應(yīng)用方法與固定化酶基本相同。

化學(xué)法（共價(jià)交聯(lián)）涉及酶或細(xì)胞的化學(xué)修飾。由于所用化學(xué)藥品的毒性，這類方法可引起細(xì)胞破壞。由于在使用中細(xì)胞間、細(xì)胞和載體間的鍵不易被底物或鹽所破壞，所以操作穩(wěn)定性高；

吸附螯合法制備固定化細(xì)胞條件溫和、方法簡(jiǎn)便，但載體和細(xì)胞間吸附力弱，操作時(shí)細(xì)胞易從載體脫落，所以操作穩(wěn)定性差，但優(yōu)點(diǎn)是可再生。

包埋法從理論上來(lái)說(shuō)細(xì)胞和載體間沒(méi)有束縛，固定化后應(yīng)保持高活力，然而實(shí)際上限制酶活力的因素較多。

交聯(lián)法沒(méi)有良好機(jī)械強(qiáng)度，所以不適于實(shí)際應(yīng)用。但可得到高細(xì)胞濃度，大多數(shù)情況難于再生。第51頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.固定化酶（細(xì)胞）的活力

☆固定化酶(細(xì)胞)活力：催化某一特定化學(xué)反應(yīng)的能力，其大小可用一定條件下所催化的某一反應(yīng)的初速度表示。

☆固定化酶單位：μmol/min.mg☆表示固定化酶活力時(shí)須注明下列測(cè)定條件：2.固定化酶（細(xì)胞）半衰期

——指在連續(xù)測(cè)定條件下，固定化酶的活力下降為最初活力一半所經(jīng)歷的連續(xù)工作時(shí)間，以t1/2

半衰期t1/2=0.693/KDKD成為衰減常數(shù)。

KD=-2.303/t×lg(E/E0)E/E0時(shí)間t后沒(méi)活力殘留百分?jǐn)?shù)四、評(píng)價(jià)固定化酶（細(xì)胞）的指標(biāo)

溫度、攪拌速度、固定化酶的干燥條件、固定化的原酶含量、用于固定化的原酶的比活力第52頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.偶聯(lián)率及相對(duì)活力的測(cè)定偶聯(lián)率=1，表示反應(yīng)控制好，固定化或擴(kuò)散限制引起的酶失活不明顯；偶聯(lián)率＜1，表示擴(kuò)散限制對(duì)酶活力有影響；偶聯(lián)率＞1，表示有細(xì)胞分裂或從載體排除抑制劑等原因。偶聯(lián)率=加入蛋白質(zhì)活力-上清液蛋白質(zhì)活力加入蛋白質(zhì)的活力X100%相對(duì)活力=固定化酶的總活力加入酶的總活力-上清夜中未偶聯(lián)酶活力X100%活力回收=固定化酶的總活力加入酶的總活力X100%第53頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天◆生物化學(xué)及分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究?酶的結(jié)構(gòu)與功能研究

●闡明酶反應(yīng)的機(jī)理

以糖酵解途徑中，葡萄糖生成3-磷酸甘油醛為例●酶亞基性質(zhì)的研究

第四節(jié)固定化酶與固定化細(xì)胞的應(yīng)用●闡揭示酶原激活機(jī)理和研究蛋白質(zhì)、核酸分子結(jié)構(gòu)

8mol/L尿素透析醛縮酶單亞基固定化第54頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

新的藥物（包括化學(xué)合成藥物、天然藥物及基因工程藥物）的臨床應(yīng)用不順利，其原因：①易被胃酸破壞或沉淀；②易被肝臟及血液中的酶消除；③細(xì)胞毒性藥物選擇性差，副作用大；④親水性強(qiáng)難以穿過(guò)細(xì)胞膜；⑤藥物穩(wěn)定性差，不宜貯存。

以上問(wèn)題不能用簡(jiǎn)單的藥物改構(gòu)來(lái)完成，通過(guò)從時(shí)間和空間分布上控制藥物釋放是一條有效途徑。

幾種重要的控制體系：聚合物修飾、凝膠包埋、微球、免疫導(dǎo)向等。這幾種控釋體系涉及藥物與聚合物載體偶聯(lián)或固定于某種聚合物載體上，稱載體藥物。◆藥物控釋載體第55頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天◆生物傳感器

傳感器是能將一種被測(cè)量的信號(hào)轉(zhuǎn)換成一種可輸出信號(hào)的裝置。生物傳感器（Biosensor）就是利用生物成分作為感受器的傳感器。一般由感受器、換能器和電子線路組成。

感受器是生物傳感器的心臟。制備包括選擇最佳的載體材料和在載體表面固定親和配基。

換能器可以感知固定化配基（分子識(shí)別器）與待測(cè)物質(zhì)特異結(jié)合產(chǎn)生的微小變化，并把這種變化轉(zhuǎn)變成其它可以記錄的信號(hào)。葡萄糖檢測(cè)儀、免疫分析檢測(cè)早孕、乙肝和尿糖的試紙第56頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天酶反應(yīng)器的類型與特點(diǎn)酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與選型酶反應(yīng)器的操作第五節(jié)酶及固定化酶反應(yīng)器第57頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天按幾何形狀：罐形、塔形、膜式的等；按操作方式：間歇式、連續(xù)式；按流體流動(dòng)特性：理想流動(dòng)（活塞流）和非理想流動(dòng)；按酶的類型：均相酶反應(yīng)器、固定化酶反應(yīng)器

◆均相酶反應(yīng)器

1.攪拌罐式反應(yīng)器

☆組成部分：攪拌器、罐、控溫系統(tǒng)，也可以在反應(yīng)器內(nèi)部安裝有擋板，以強(qiáng)化反應(yīng)過(guò)程中物料與酶的混合。一、酶反應(yīng)器的類型與特點(diǎn)

以酶或固定化酶作為催化劑進(jìn)行酶促反應(yīng)的裝置稱為酶反應(yīng)器（EnzymeReactor）第58頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天第59頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天☆操作方式：分批式：半分批式：☆應(yīng)用：主要應(yīng)用于食品和飲料工業(yè)中。☆優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合于大、中、小型企業(yè)?！钊秉c(diǎn)：通常不能進(jìn)行酶的回收，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)加熱的方式使酶變性失活，對(duì)于產(chǎn)物的分離、純化有一定的影響。2.超濾膜反應(yīng)器

☆操作方式：分批操作、連續(xù)操作☆膜的形狀：平板狀、管狀、螺旋狀、中空纖維狀☆膜的應(yīng)用：用于膠態(tài)或不溶性底物，尤其是產(chǎn)物對(duì)酶有抑制☆缺點(diǎn)：酶的長(zhǎng)期操作穩(wěn)定性差，而且酶易在超濾膜上吸附損失或在膜表面濃縮極化。第60頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天◆固定化酶反應(yīng)器

1.攪拌罐型反應(yīng)器（stirredtankreactorSTR）

☆分批式反應(yīng)器(Batch

stirredtankreactorBSTR)

把固定化酶用于該反應(yīng)器，每批操作完成后，從流出液中分離出產(chǎn)物和固定化酶，可以采用過(guò)濾或離心的方法。由于酶經(jīng)過(guò)反復(fù)循環(huán)回收，會(huì)失去活性，故在工業(yè)生產(chǎn)中固定化酶很少采用這種反應(yīng)器。

☆連續(xù)攪拌罐反應(yīng)器(Continuous

flowstirredtankreactorCSTR)

操作方式采用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的方式。

●優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)器內(nèi)的物料可以得到充分的混合，溫度和pH容易控制，傳質(zhì)阻力少，可以處理粘性物系。●缺點(diǎn):攪拌槳產(chǎn)生的剪切力較大，容易引起固定化酶的破壞。。第61頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天近年來(lái)有一種改良的CSTR，是將載有酶的圓片聚合物固定在攪拌軸上或者放置在與攪拌軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬網(wǎng)筐內(nèi)，這樣既能保證反應(yīng)液攪拌均勻，又不致?lián)p壞固定化酶第62頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天第63頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.填充床反應(yīng)器(Packedbedreactor)

將顆粒狀或片狀固定化酶填充與固定床內(nèi)，物料按一定的方向以恒定的速度通過(guò)反應(yīng)床。是目前單位體積反應(yīng)器裝載酶制劑負(fù)荷

最高的反應(yīng)器，也是催化效率較高的反應(yīng)器。

☆固定化酶的形式:可以采用各種形狀，如球形、碎片、碟形、薄片、丸粒等.

☆載體:有多孔玻璃珠、珠狀離子交換樹(shù)脂、聚丙烯酰胺凝膠、二乙胺乙基葡聚糖凝膠、膠原蛋白薄膜片等。近年來(lái)，球形微囊體也用于填充床。

☆流型:填充床反應(yīng)器內(nèi)流體的流動(dòng)型態(tài)接近于平推流？

（又稱活塞流)流型—理想的無(wú)反混反應(yīng)器底物按照一定的方向以恒定流速通過(guò)反應(yīng)床，即在其橫截面上液體流動(dòng)速度完全相同。根據(jù)底物的流動(dòng)方式，又有下向流動(dòng)、上向流動(dòng)和循環(huán)流動(dòng)。工業(yè)生產(chǎn)中，液流方向常用上向方式。第64頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天☆缺點(diǎn):

●溫度和pH值較難控制;●底物、產(chǎn)物往往會(huì)產(chǎn)生軸向濃度分布●床的清洗、更換非常麻煩;

●床內(nèi)有自壓縮傾向，易堵塞，且運(yùn)行過(guò)程中壓力降很大，增加了運(yùn)行成本。☆優(yōu)點(diǎn):

●可使用高濃度的催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物和抑制物可從反應(yīng)器中不斷流出；

●產(chǎn)物濃度沿反應(yīng)器長(zhǎng)度逐漸升高，可以減少產(chǎn)物的抑制作用第65頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.流化床反應(yīng)器(FluidizedbedreactorFBR)

是一種裝有較小顆粒的垂直塔式的反應(yīng)器,底物以一定速度由下向上流過(guò),使固定化顆粒在浮動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)。流體混合程度可認(rèn)為介于CSTR和PFR之間。

☆優(yōu)點(diǎn):●具有良好的混合、傳熱、傳質(zhì)效果，溫度、pH值的控制比較容易;

●不易堵塞，F(xiàn)BR可用于處理粘性強(qiáng)和含有固體顆粒的底物，也可用于需要供應(yīng)氣體或排放氣體的反應(yīng)有;

●可以處理粉末狀底物；

●反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中，壓力降較少，即使使用直徑很少的酶顆粒，壓力降也不會(huì)很大。

第66頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天☆缺點(diǎn):●需保持一定的流速運(yùn)行成本高，難以放大；●酶顆粒處于流動(dòng)狀態(tài)，易受到機(jī)械破損;●流化床的空隙體積大，酶濃度不；●由于底物高速流動(dòng)使酶沖出，降低了轉(zhuǎn)化率。第67頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天

第68頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天生物流化床是20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)的一種新型生物膜法，美國(guó)和日本率先進(jìn)行了多方面的研究工作并取得了大量的成果。所謂生物流化床就是以砂、活性炭、焦炭等顆粒為載體充填于生物反應(yīng)器內(nèi)，因載體表面浮著生長(zhǎng)著生物膜而使其密度減小，當(dāng)污水以一定流速?gòu)南峦狭鲃?dòng)時(shí)，載體便處于流化狀態(tài)，附著在載體上的生物膜與污水充分接觸而使污水中的有機(jī)物得以降解。按照載體流化的動(dòng)力來(lái)源不同，通?？煞譃橐砸毫鳛閯?dòng)力的兩相流化床、以氣流為動(dòng)力的三相流化床和機(jī)械攪動(dòng)流化床等3種類型。一些學(xué)者分別利用不同類型的流化床處理啤酒廢水、生活污水和油脂廢水等.第69頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.膜型反應(yīng)器

由膜狀或板狀固定化酶活固定化微生物組裝的反應(yīng)器均稱為膜型反應(yīng)器。有(a)平板狀、(b)螺旋卷型、(c)轉(zhuǎn)盤型、(d)空心酶管和(e)中空纖維膜型

平板型和螺旋卷型反應(yīng)器具有：①壓力降?。虎谀っ娣e清晰③放大容易等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積催化劑的有效面積小。第70頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天空心酶管反應(yīng)器的酶固定在細(xì)管的內(nèi)壁上，底物溶液流經(jīng)細(xì)管時(shí)，只有與管壁接觸的部分進(jìn)行酶反應(yīng)。轉(zhuǎn)盤型固定化酶反應(yīng)器以包埋法為主，制備成固定化凝膠薄板（圓盤狀或葉片狀）裝配在旋轉(zhuǎn)軸上，并把整個(gè)裝置浸在底物溶液中，此類反應(yīng)器更換催化劑方便。第71頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天中空纖維膜反應(yīng)器是數(shù)千根醋酸纖維制成的中空纖維（內(nèi)徑200-500μm，外徑300-900μm）,內(nèi)層緊密光滑，具有一定分子量截留值，可截留大分子物質(zhì)而允許不同的小分子物質(zhì)通過(guò)，外層為多孔的海綿狀支持層，酶被固定在海綿狀支持層中。第72頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.鼓泡塔型反應(yīng)器

底物與氣體從底部通入，通常氣體進(jìn)入反應(yīng)器前要經(jīng)過(guò)氣體分散板得到充分分散。第73頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與選型酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)

研究工業(yè)酶反應(yīng)器的主要目的就是追求高的經(jīng)濟(jì)效益，希望酶反應(yīng)器在時(shí)間上、空間上、經(jīng)濟(jì)上達(dá)到最佳的效果。

1.酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)原理

●底物的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及溫度、壓力、pH等操作參數(shù)對(duì)此特性的影響；●反應(yīng)器的型式和反應(yīng)器內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)及傳熱特性；●需要的生產(chǎn)量及生產(chǎn)工藝流程。三項(xiàng)組合建立操作方程式或設(shè)計(jì)方程式。

第74頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.與設(shè)計(jì)有關(guān)的參數(shù)●酶反應(yīng)器的生產(chǎn)強(qiáng)度:表示每小時(shí)每升反應(yīng)體積所產(chǎn)生的產(chǎn)品的克數(shù)。即P:流出液中產(chǎn)物的濃度g/L；Q：流速L/h；VR:反應(yīng)器體積L或Yp/s:產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率；t：停留時(shí)間；S0:流入底物的濃度Qp主要取決于反應(yīng)器內(nèi)固定化酶的活性、濃度、酶反應(yīng)器的特性及操作方法等因素，設(shè)計(jì)反應(yīng)器的首要目的是使反應(yīng)器具有高的Qp第75頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天●產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率Y/p/s反及酶的催化率:

Y/p/s：指每克底物中有多少克轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，即

Rp/e

表示單位量的酶催化產(chǎn)物形成的克數(shù)，即

Sa:單位時(shí)間內(nèi)每克酶能作用

Tc：酶的有效時(shí)間，一般以酶的半衰期表示●產(chǎn)物濃度P及底物停留時(shí)間tP:是一個(gè)影響到分離提純，即回收成本高低的關(guān)鍵問(wèn)題底物在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間t=VR/q被定義為空時(shí),其倒數(shù)1/t稱為空速,又稱稀釋率

第76頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天酶反應(yīng)器的選擇

1.酶的形狀、大小和機(jī)械強(qiáng)度☆反應(yīng)器的形狀大致可根據(jù)酶的形狀來(lái)確定

固定化酶的形狀主要有粒狀（顆粒、小球），膜狀（膜、薄膜片狀、管狀）和纖維狀等三種.

粒狀酶:攪拌罐、固定床、流化床反應(yīng)器等膜狀酶:螺旋式、轉(zhuǎn)盤式、平板式、空心管膜等膜反應(yīng)器☆固定化酶的機(jī)械強(qiáng)度，希望越大越好

☆溶液酶由于回收困難，一般只適用于BSTR反應(yīng)器。

2.底物的性質(zhì)☆溶解性或濁液性底物，對(duì)任何類型的反應(yīng)器都適用☆顆粒狀和膠狀底物，往往會(huì)堵塞填充床，需要采用高流速攪拌的

CSTR、FBR以減少底物顆粒的集結(jié)、沉積和堵塞，使底物保持懸浮狀態(tài)。第77頁(yè),共85頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.酶促反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性☆接近平推流特性的填充床反應(yīng)器，在固定化酶反應(yīng)器中占有主導(dǎo)地位，適合于產(chǎn)物對(duì)酶活性具有抑制作用的反應(yīng)。

☆若底物表現(xiàn)出對(duì)酶的活性有抑制作用時(shí)，CSTR所受的影響要比PBR少一些。4.酶的穩(wěn)定性☆接固定化酶在反應(yīng)器中催化活性的損失有3種原因：①酶的失效；②酶從載體上脫落；③載體的肢解5.操作要求及運(yùn)