08錯牙合畸形的預(yù)防及阻斷verbal幻燈片課件

概述早期矯治概念在兒童早期生長發(fā)育階段，一般指青春生長發(fā)育高峰期前及高峰期階段，對已表現(xiàn)出的牙頜畸形、畸形趨勢及可導(dǎo)致牙頜畸形的病因進行的預(yù)防、阻斷、矯正和導(dǎo)引治療早期矯治目標維護和創(chuàng)建口頜系統(tǒng)的正常生長發(fā)育環(huán)境，阻斷造成牙頜畸形的不良干擾，建立有利于正常建牙合的咬合功能運動環(huán)境，改善不良的頜骨生長型關(guān)系，以促進兒童顱面和心理健康的成長發(fā)育早期矯治要求保持乳牙列的健康、完整和正常功能運動消除一切妨礙牙、頜、面正常生長發(fā)育的不良因素保障乳、恒牙的正常替換和建牙合引導(dǎo)上下頜骨的協(xié)調(diào)發(fā)育早期矯治內(nèi)容早期預(yù)防及預(yù)防性矯治早期阻斷性矯治早期頜骨生長控制和矯形治療早期矯治有利因素有利于畸形的矯正有利于后期的正畸治療對患者社會活動的影響更小有益于兒童身心健康成長早期矯治不利因素易造成誤診或矯治失誤畸形復(fù)發(fā)的可能性大矯治器設(shè)計或戴用不當可影響牙萌替、妨礙牙頜生長發(fā)育、甚至造成口腔及顏面的醫(yī)源性損傷患兒年齡小、合作性差，療效難保證早期矯治臨床特點矯治時機十分重要：乳牙列：4歲左右；混合牙列：8-9歲；頜骨畸形：10-12歲矯治力應(yīng)適宜：牙的矯正應(yīng)用柔和的輕力；頜骨的矯形應(yīng)用重力矯治療程不宜太長：一般不超過6-12個月矯治目標較有限：有限矯治早期矯治成功的標準原發(fā)性病因是否得到控制牙齒位置是否正常或有足夠的必需間隙，并可持續(xù)到牙齒替換結(jié)束原有的頜骨異常是否得到控制和改善，并持續(xù)到骨骼生長結(jié)束早期矯治方法1.簡單矯治器治療：

不良習慣的阻斷

間隙保持及阻萌

牙弓不調(diào)的矯正早期矯治方法2.序列拔牙治療：通過有序地拔除乳牙，誘導(dǎo)恒牙進入到較好的牙

牙合關(guān)系中，并最后通常把出4個第一恒前磨牙，達到解除擁擠，部分地阻斷主要畸形的發(fā)生早期矯治方法2.序列拔牙治療：影響恒牙萌出時排齊的因素

乳切牙之間的間隙

尖牙之間的牙弓寬度

繼承恒牙向唇頰向移動使牙弓長度增加

乳牙與恒牙的大小比例適當早期矯治方法2.序列拔牙治療：適應(yīng)癥：

嚴重的牙列擁擠

無恒牙胚缺失

無明顯牙頜面關(guān)系異常早期矯治方法2.序列拔牙治療：拔牙順序：第一期：拔除乳尖牙當側(cè)切牙萌出時前牙嚴重擁擠、錯位，則約在9歲左右拔除乳尖牙，讓側(cè)切牙利用乳尖牙的間隙調(diào)整到正常的位置第二期：拔除第一乳磨牙9-10歲時拔除第一乳磨牙讓第一前磨牙盡早萌出第三期：拔除第一前磨牙最終減數(shù)拔除第一恒前磨牙，讓尖牙向遠中調(diào)整，萌出到第一前磨牙的位置上早期矯治方法2.序列拔牙治療：注意事項：

長期監(jiān)控

深覆牙合問題

后期矯治早期矯治方法3.功能矯治器治療：利用肌能力進行牙頜關(guān)系調(diào)整治療的矯治裝置類型：消除異常肌張力的矯治器；矯正錯位牙齒的矯治器；導(dǎo)引頜骨或牙弓趨于正常發(fā)育關(guān)系的矯治器早期矯治方法4.口外矯形力裝置治療：利用口腔外的頭、頸、頦為支抗，所設(shè)計的一系列通過重力牽引，促進或抑制頜骨生長發(fā)育，從而達到矯正由于頜骨關(guān)系不調(diào)所致的牙頜面畸形的矯正裝置類型：抑制上頜發(fā)育的矯治器；促進上頜發(fā)育的矯治器；抑制下頜發(fā)育的矯治器早期矯治方法5.肌功能訓(xùn)練：唇肌張力不足的訓(xùn)練：上下唇閉合練習；吹笛子、蕭、喇叭等方法正常下頜位置的訓(xùn)練：手放在下頜骨前份并推下頜向后訓(xùn)練下頜主動前伸正常吞咽的訓(xùn)練頦肌張力過大的訓(xùn)練：用附唇擋的活動矯治器或固定矯治器以消除異常的頦肌張力，在舌肌的作用下可使下牙弓前段向前生長早期預(yù)防

&

預(yù)防性矯治一、早期預(yù)防1.胎兒時期的預(yù)防母親在妊娠期中應(yīng)注意飲食、營養(yǎng)、衛(wèi)生保持良好的心理狀態(tài)，心情愉快妊娠早期不能患急性發(fā)熱性疾病避免接受過量的放射線照射避免攝入過量的煙、酒、咖啡避免服用一些化學藥物加強圍生期保健一、早期預(yù)防2.嬰兒時期的預(yù)防喂養(yǎng)：提倡母乳喂養(yǎng)，良好的喂養(yǎng)姿勢睡眠位置：應(yīng)常更換睡眠體位與頭位

一、早期預(yù)防2.嬰兒時期的預(yù)防不良習慣：嬰兒有吮拇、吮指、吮咬唇或咬物等口腔不良習慣。應(yīng)盡早破除，長時間的口腔不良習慣將影響面頜部的正常生長發(fā)育一、早期預(yù)防3.兒童時期的防治防治疾?。侯A(yù)防影響全身和牙、頜、面生長發(fā)育的疾病及呼吸道疾?。簝和}攝入量不足；影響生長發(fā)育的急性或慢性?。缓粑兰膊∫?、早期預(yù)防3.兒童時期的防治防齲：齲壞導(dǎo)致替牙異常；牙弓縮短；異常咀嚼習慣：偏側(cè)咀嚼等一、早期預(yù)防3.兒童時期的防治飲食習慣：富含營養(yǎng)和一定硬度的食物心理維護二、預(yù)防矯治1、乳牙或恒牙早失

原因：齲、外傷、醫(yī)生處理不當而過早拔除臨床表現(xiàn)：下頜乳尖牙早失；乳磨牙早失；恒上切牙早失；第一恒磨牙早失影響：當乳牙列完整時，正常的咀嚼活動可促進頜骨正常生長發(fā)育，并保持恒牙胚在頜骨中的正確位置，如果乳牙過早缺失常常造成牙替換異常，如牙錯位、牙列擁擠等二、預(yù)防矯治乳牙早脫：（1）下乳尖牙早失：導(dǎo)致下切牙向遠中移動，下牙弓前段縮短使上下牙弓大小不協(xié)調(diào)，常造成深覆合

二、預(yù)防矯治乳牙早脫：（2）個別乳磨牙早失：（3）多數(shù)乳磨牙早失：造成單側(cè)咀嚼和前伸下頜用切牙咀嚼的習慣，可能造成單側(cè)后牙反牙合

或前牙反牙合

二、預(yù)防矯治恒牙早失：（1）恒上切牙早失：恒切牙早失破壞了牙弓的完整性，缺隙兩側(cè)的牙向缺隙區(qū)移動、傾斜，而使上下牙弓的合關(guān)系紊亂二、預(yù)防矯治恒牙早失：（2）第一恒磨牙早失：鄰牙向缺隙傾斜、移位，對合磨牙伸長，合關(guān)系紊亂，影響下頜功能運動，咀嚼功能受障礙二、預(yù)防矯治診斷：

乳牙早失患者，X線片顯示后繼恒牙牙根尚未發(fā)育或僅形成不到1/2，牙冠合面有較厚的骨質(zhì)覆蓋即可診斷為乳牙早失

二、預(yù)防矯治矯治：

乳牙早失一般應(yīng)維持間隙，保持牙弓長度以便后繼恒牙萌出時有足夠的間隙恒牙早失的患者則應(yīng)酌情考慮是否維持間隙，以后作義齒修復(fù)或用鄰牙前移的替代療法，亦可待牙替換完后作全面的矯治計劃二、預(yù)防矯治缺隙保持器的適應(yīng)癥：（1）乳牙早失，恒牙胚牙根形成不足1/2，牙冠上覆蓋有較厚的骨組織（2）間隙已縮小或有縮小趨勢的患者（3）一側(cè)或雙側(cè)多數(shù)乳磨牙早失，影響患兒咀嚼功能者二、預(yù)防矯治缺隙保持的器要求：

（1）能保持牙弓長度（2）不妨礙牙及牙槽高度及寬度的發(fā)育（3）能恢復(fù)一定的咀嚼功能二、預(yù)防矯治常用的缺隙保持器：（1）絲圈式缺隙保持器（2）下頜第一磨牙帶環(huán)附固定舌弓（3）活動義齒式缺隙保持器：保持缺隙并恢復(fù)一定的咀嚼功能二、預(yù)防矯治矯治前考慮的因素：1.牙根的發(fā)育：牙齒通常在牙根長度達到完整牙根長度的75%時萌出2.恒牙與牙槽嵴間的距離：前磨牙每4-5個月在骨中通過1mm二、預(yù)防矯治矯治前考慮的因素：3.牙齒在牙弓中的位置：乳切牙因齲壞或外傷早失時，只要乳尖牙已萌出建牙合，就不必考慮缺隙保持如果單側(cè)乳尖牙缺失，常會使恒切牙向缺隙側(cè)移動，造成中線偏離，拔除對側(cè)乳尖牙并安放固定的低位舌弓能阻止不希望發(fā)生的牙齒移動第一乳磨牙在乳牙列期早失應(yīng)引起重視，通?？紤]進行缺隙保持。混合牙列期即使第一恒磨牙有良好的類咬合關(guān)系，對第一乳磨牙早失后放置缺隙保持器也應(yīng)給于重視第二乳磨牙早失總應(yīng)考慮使用缺隙保持器二、預(yù)防矯治第一乳磨牙早失乳牙列期：帶環(huán)和絲圈或全冠和絲圈組成的絲圈保持器混合牙列期單側(cè)：絲圈保持器混合牙列期雙側(cè)：舌弓保持器或Nance腭托二、預(yù)防矯治第二乳磨牙早失第一恒磨牙萌出前：遠中引導(dǎo)保持器當?shù)谝?、第二乳磨牙均早失時，在乳牙列期更傾向于用固定矯治器二、預(yù)防矯治2、乳牙滯留：

原因：恒牙胚位置異常，萌出道異常。此外常因乳磨牙嚴重齲壞致根尖周感染造成乳牙根粘連而滯留診斷：臨床檢查乳牙未脫，恒牙已開始萌出，乳磨牙粘連的患者可用X線牙片確診矯治：應(yīng)盡早拔除滯留乳牙二、預(yù)防矯治3、恒牙萌出異常

臨床上表現(xiàn)為恒牙早萌、遲萌、異位萌出及萌出次序異常二、預(yù)防矯治（１）恒牙早萌：原因：多系先導(dǎo)乳牙根尖周感染破壞了牙槽骨及恒牙胚的牙囊而使后繼恒牙過早萌診斷：臨床檢查可發(fā)現(xiàn)早萌牙常有輕度松動，Ｘ線牙片顯示牙根剛開始形成，其長度不足１／３者或牙根尚未形成者矯治：早萌牙因無牙根或牙根很短易受外傷、感染而脫落。因此應(yīng)阻止其繼續(xù)萌出，等待牙根形成后再讓其萌出二、預(yù)防矯治（２）恒牙遲萌、阻生及異位萌出：多系恒牙胚位置異常、萌出道異常或缺乏萌出力矯治：盡早拔除遲脫的乳牙、殘根、殘冠、多生牙，切除囊腫、牙瘤和致密的軟硬組織。導(dǎo)萌阻生牙及遲萌牙二、預(yù)防矯治（３）恒牙萌出順序異常：恒牙萌出的順序?qū)系男纬商貏e是磨牙關(guān)系的建立影響較大。上頜第一磨牙在下頜第一磨牙萌出之前萌出下頜第二磨牙先于尖牙和第二前磨牙萌出二、預(yù)防矯治4、唇系帶附著異常：

出生時唇系帶附著于牙槽嵴頂，唇系帶中的纖維組織伸入腭側(cè)齦乳突，隨著乳牙萌出牙槽突的生長，唇系帶附著的位置逐漸上移，到恒切牙替換后唇系帶一般距齦緣約４－５mm。異常的唇系帶為粗大的、無彈力的纖維帶，位于上中切牙之間與腭乳頭相連二、預(yù)防矯治5、舌系帶過短：

舌系帶過短的患者，由于系帶短妨礙了舌頭正常的功能活動，舌尖代償性活動增加，姿勢位時舌常位于下牙弓舌側(cè)或上下切牙之間，影響發(fā)音，常形成前牙開合早期阻斷矯治阻斷矯治對正在發(fā)生或剛發(fā)生的畸形用簡單的矯治方法阻斷畸形的發(fā)展，使之自行調(diào)整成為正常合或采用矯治的方法引導(dǎo)其正常生長而成為正常牙合阻斷矯治（一）口腔不良習慣：

1、吮咬習慣吮拇患者吮咬食指的患者，由于食指的放置將下頜引導(dǎo)向前而使下頜過度前伸

吮咬唇患者吮咬頰部的患者咬物如咬鉛筆、咬被單、啃指甲等防治方法阻斷矯治（一）口腔不良習慣：

1、吮咬習慣在嬰兒期和兒童早期，非營養(yǎng)性吮吸是正常生理活動，大多數(shù)兒童3歲時就不再需要非營養(yǎng)性吮吸臨床醫(yī)生應(yīng)區(qū)分有潛在心理障礙的兒童和有“無意義”習慣的兒童對大多數(shù)病例，應(yīng)該在4歲與恒切牙萌出之間開始對延長的非營養(yǎng)性吮吸習慣進行矯治阻斷矯治（一）口腔不良習慣：1、吮咬習慣乳牙列期對非營養(yǎng)性吮吸矯治應(yīng)考慮的因素如果吮指習慣與磨牙遠中階梯關(guān)系有關(guān)

（生長中的Ⅱ類錯牙合），骨源性錯牙合會延長不良習慣的時間如果兒童是發(fā)展中的Ⅲ類錯牙合或下頜凸畸形，吮指習慣的有害性將減低，并且事實上可能對牙齒的生長有利吮指習慣引起的繼發(fā)性前牙開牙合通常不需治療，尤其是吮指習慣在9歲前停止，常會自行矯正阻斷矯治2、異常吞咽及吐舌習慣吐舌習慣的患者

防治方法：教育兒童改正不良吞咽和吐舌習慣必要時可做腭刺、腭屏或腭網(wǎng)破除伸舌吞咽和吐舌習慣阻斷矯治3、口呼吸習慣呼吸道疾病引起臨床檢查時應(yīng)了解鼻呼吸道是否通暢防治方法：治療呼吸道疾病；前庭盾改正口呼吸習慣阻斷矯治4、偏側(cè)咀嚼習慣病因：齲壞影響：下頜功能側(cè)發(fā)育過度、廢用側(cè)發(fā)育不足防治方法：盡早治療乳牙列的齲牙，拔除殘冠、殘根，去除合干擾，修復(fù)缺失牙，并囑患者必須用雙側(cè)咀嚼以改正單側(cè)咀嚼習慣。如已形成錯合、恒牙已完全萌出的患者，根據(jù)錯合的情況進行一般性矯治阻斷矯治（二）牙數(shù)目異常

1、多生牙：牙胚在發(fā)育過程中發(fā)生異常而形成一個或數(shù)個多生牙乳牙列中多生牙罕見多生牙常在混合牙列的兒童中發(fā)現(xiàn)，其發(fā)生率為0.3-3.8%。在腭裂、牙槽突裂的患兒中多生牙的發(fā)生率可高達37%矯治：盡早拔除多生牙阻斷矯治2、先天缺牙：先天缺牙是牙胚在發(fā)育過程中發(fā)生異常而少形成一個或多個牙。乳牙列中先天缺牙較少，多見于恒牙列中,其發(fā)生率為2.3-6.0%缺失最多的牙為下頜切牙，其次為上頜側(cè)切牙、下頜第二前磨牙和上頜第二前磨牙外胚葉發(fā)育不全的患者有多數(shù)牙先天缺失，并伴有毛發(fā)稀少、皮脂腺與汗腺分泌減少，指甲發(fā)育不全等矯治：先天缺牙與恒牙早失的處理類似阻斷矯治（三）個別牙錯位的早期矯治1.上中切牙旋轉(zhuǎn)、外翻、錯位的矯治當X線牙片顯示上中切牙根已發(fā)育2/3以上或基本發(fā)育完成時，應(yīng)盡早矯治扭轉(zhuǎn)或外翻的上中切牙，使之回到牙弓中正確的位置上阻斷矯治（三）個別牙錯位的早期矯治2.上中切牙間隙的矯治

生理性

病理性阻斷矯治（三）個別牙錯位的早期矯治3.第一恒磨牙近中移動的矯治將近中移動的第一恒磨牙推向遠中以維持間隙并等待第二前磨牙萌出阻斷矯治（四）牙列擁擠的早期矯治暫時性永久性：輕度：擁擠量不足4mm，定期觀察中度：擁擠量為4-8mm，定期觀察重度：擁擠量大于8mm及有家族史擁擠傾向的患兒，可采用序列拔牙法治療阻斷矯治（五）反合的早期矯治

前牙反合為上下牙弓及頜骨矢狀向不調(diào)的錯合，后牙反合為上下牙弓及頜骨寬度不調(diào)的錯合，其形成機理可分為：①牙唇舌向或頰舌向錯位所致的牙性反合②下頜功能性前移或側(cè)移所致上下牙弓及頜骨位置不調(diào)所致的肌功能性反合③上下頜骨形狀及大小不調(diào)、發(fā)育異常所致的骨性反合阻斷矯治乳前牙反合的矯治一般在４歲左右進行矯治矯治的適應(yīng)癥及方法原則上應(yīng)盡早矯治阻斷矯治1、乳前牙反合，反覆合淺者：可采用調(diào)磨法即調(diào)磨下切牙切緣的唇側(cè)部分、上切牙切緣的舌側(cè)部分，使上下前牙解除反合牙鎖結(jié)關(guān)系。特別應(yīng)注意調(diào)改未磨耗的乳尖牙以便下頜閉合運動時無干擾而回到正常的位置，同時應(yīng)訓(xùn)練患兒不前伸下頜阻斷矯治2、乳前牙反合，反覆合中度者：可選用上頜合墊式活動矯治器附雙曲舌簧推上前牙向唇側(cè)并后退下頜當反合解除后應(yīng)即時磨低合墊以免合墊壓低后牙，7－１０天復(fù)診加力一次阻斷矯治3、乳前牙反合，反覆合深患者：可用下頜聯(lián)冠式斜面導(dǎo)板，一般在六個下前牙及尖牙上作下前牙聯(lián)冠向上伸一斜面到反合的上切牙舌側(cè)，斜面與上切牙長軸呈45度角以引導(dǎo)上切牙向唇側(cè)，下頜后退至正常位置阻斷矯治4、反覆蓋過大的乳前牙反合患者：可先戴頭帽、頦兜（chincap)后移下頜并抑制下頜骨的生長，待反覆蓋減小后再視反覆合的深度選擇上述口內(nèi)矯治器進行矯治阻斷矯治頦兜主要的作用:

是改變下頜的生長方向，減少水平向生長，增加垂直向生長。使用頦兜時應(yīng)注意不能用過大的向后牽引力而將下頜骨的形態(tài)改變，使下頜骨變形，下頜角前切跡加深、下頜體下旋、前下面高增大而影響面形阻斷矯治２、混合牙列期個別恒切牙反合的矯治原因：多系乳牙遲脫而使個別上頜恒切牙舌向錯位與下切牙呈反合關(guān)系，或下切牙唇向錯位與上切牙呈反合關(guān)系阻斷矯治（１）上切牙舌向錯位所致個別牙反合者：

反覆合淺者可用咬撬法反覆合中度者可用上切牙斜面導(dǎo)冠用上頜合墊式活動矯治器阻斷矯治（２）下切牙唇向錯位伴間隙所致恒切牙反合患者：一般可將矯治器做在下頜，即下頜活動矯治器附后牙合墊以脫離反合切牙的鎖結(jié)后用雙曲唇弓加力移唇向錯位的下切牙向舌側(cè)阻斷矯治３、骨性反合的早期矯治：骨性反合是上下頜骨大小不調(diào)所致的上下頜矢狀向關(guān)系異常的錯合畸形，常為上頜骨發(fā)育不足，下頜骨發(fā)育過度所致病因：（1）遺傳因素：下頜發(fā)育過大（2）乳牙反合未矯治到混合牙列期上頜骨發(fā)育受障礙而發(fā)育不足，下頜發(fā)育過大阻斷矯治矯治的適應(yīng)癥及方法：（１）混合牙列期上頜骨發(fā)育不足，下頜位置前移或輕度發(fā)育過大的患者：選用面罩前牽引矯治器（2）混合牙列期III類骨性下頜前突所致反合:戴頭帽、頦兜阻斷矯治４、后牙反合的早期矯治（１）單側(cè)后牙反合：矯治方法：１）調(diào)合：仔細調(diào)改尖牙及乳磨牙早接觸點以便下頜盡早地回到正常的閉合道位置２）及時治療齲牙，改正單側(cè)咀嚼３）單側(cè)合墊式活動矯治器，雙曲舌簧移舌向錯位的后牙向頰側(cè)

阻斷矯治（2）雙側(cè)后牙反合的矯治，可用以下方法矯治：１）仔細調(diào)合，去除合干擾，使之不妨礙下頜功能運動，觀察牙弓的調(diào)整２）如果第一恒磨牙萌出后仍為反合時則應(yīng)進行矯治，可以擴大上牙弓以改正后牙反合阻斷矯治（六）深覆蓋的早期矯治牙性、功能性；骨性矯治方法：破除不良習慣；去除咬合障礙；功能矯治器；固定矯治器；口外矯形力阻斷矯治（七）開牙合的早期矯治幼兒期開牙合早期矯治的對象，主要是針對由于牙-牙槽骨垂直生長受干擾所致的開牙合畸形早期生長控制

&

頜骨矯形治療早期生長控制和頜骨矯形治療功能矯形治療：適用于因功能異常及有早期骨骼生長異常的Ⅱ類和Ⅲ類錯牙合口外力矯形治療：口外前牽引裝置；口外后牽引裝置；口外垂直牽引裝置早期生長控制和頜骨矯形治療（一）骨性（或功能性）Ⅱ類錯牙合的矯形治療下頜后縮：上頜前突：早期生長控制和頜骨矯形治療（二）骨性（或功能性）Ⅲ類錯牙合的矯形治療下頜前突：功能性下頜前突；骨性下頜前突上頜后縮：早期生長控制和頜骨矯形治療（三）骨性開牙合的矯形治療第十一章非水酶學一、非水酶學中的反應(yīng)介質(zhì)二、水對有機介質(zhì)中酶催化的影響三、有機溶劑對有機介質(zhì)中酶催化的影響四、酶在有機介質(zhì)中的催化特性非水酶學的研究歷史

20世紀初，BourquelotE.等曾經(jīng)將乙醇、丙酮等有機溶劑加到酶的水溶液中，進行非水介質(zhì)中酶催化的嘗試，在這種情況下，需要保持很高的含水量，酶才具有一定的催化活性,但是比水溶液中的酶活性低很多。1966年以來，DostoliF.R.和SiegelS.M.分別報道過胰凝乳蛋白酶和辣根過氧化物酶在幾種非極性有機溶劑中具有催化活力。非水酶學的研究歷史

1977年，Klibanov等報道了脂肪酶催化N-乙酰基-L-色氨酸與乙醇的酯化反應(yīng)，反應(yīng)體系為緩沖溶液與水不溶性的有機溶劑（氯仿）組成，Klibanov等稱之為“水-有機溶劑雙相體系”。他們發(fā)現(xiàn)在接近無水的反應(yīng)介質(zhì)中酯化反應(yīng)的平衡發(fā)生了移動：在沒有有機溶劑的水中酯合成的收率只有約0.01%，而在雙相體系中則達到了100%。非水酶學的研究歷史

1984年，Klibanov在《科學》上發(fā)表了一篇關(guān)于酶在有機介質(zhì)中催化條件和特點的文章，他們在僅含微量水的有機介質(zhì)中成功地酶促合成了酯、肽、手性醇等許多有機化合物。他明確指出，只要條件合適，酶可以在非生物體系的疏水介質(zhì)中催化天然或非天然的疏水性底物和產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化。酶不僅可以在水與有機溶劑互溶體系，也可以在水與有機溶劑組成的雙液相體系，甚至在僅含微量水或幾乎無水的有機溶劑中表現(xiàn)出催化活性。非水酶學的研究歷史此后，人們對有機介質(zhì)中酶的催化作用進行了許多研究。研究表明，酯酶、脂肪酶、蛋白酶、纖維素酶、淀粉酶等水解酶，過氧化氫酶、過氧化物酶、醇脫氫酶、膽固醇氧化酶、多酚氧化酶、細胞色素氧化酶等氧化還原酶以及醛縮酶等轉(zhuǎn)移酶中的十幾種酶都可以在適當有機溶劑介質(zhì)中起催化作用，而且酶在有機介質(zhì)中的熱穩(wěn)定性比在水溶液中顯著提高。

非水相中酶催化的優(yōu)點1.增強難溶于水的底物的溶解度

2000年Dai報道了苯硫基甲烷在接近無水的異丙醇和甲醇（99.7%）中用辣根過氧化物酶催化不對稱硫氧化反應(yīng)，在相同條件下測得該反應(yīng)比在水中快幾十倍到幾百倍不等。雖然辣根過氧化物酶內(nèi)在的催化活性在有機溶劑中只有在水中的幾百分之一，但由于底物在有機溶劑中的溶解性遠遠高于在水中的溶解性，總的效應(yīng)是反應(yīng)速度大大加快。非水相中酶催化的優(yōu)點2.改變反應(yīng)的平衡點，可以使酶促水解反應(yīng)逆向進行

蛋白酶在非水介質(zhì)中可以催化肽的合成。

有機介質(zhì)適合于酯化反應(yīng)，而在水中則因為水解反應(yīng)而導(dǎo)致產(chǎn)物收率很低。

有些反應(yīng)產(chǎn)物在水中不穩(wěn)定，也應(yīng)使用有機介質(zhì)。如酚的酶促氧化產(chǎn)物（醌）在水中容易發(fā)生聚合，而在氯仿中則可以順利獲得。非水相中酶催化的優(yōu)點3.在有機溶劑中可以增加酶的穩(wěn)定性4.在有機溶劑中可改變酶的選擇性5.不會或很少發(fā)生微生物污染6.酶制劑容易回收和再利用一、非水酶學中的反應(yīng)介質(zhì)1．水-有機溶劑單相體系

在水介質(zhì)中加入與水互溶的有機溶劑，可以增加親脂性底物的溶解度。常用于此目的的有機溶劑有二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、二氧六環(huán)、丙酮和低級醇等，它們被稱為有機助溶劑或共溶劑。一般來說，此系統(tǒng)中有機溶劑的比例可達10~20%（體積分數(shù)），在一些特殊情況下，甚至可達90%以上。由于極性大的有機溶劑對一般酶的催化活性影響較大，所以能在該反應(yīng)體系中催化反應(yīng)的酶較少。近年來發(fā)現(xiàn)辣根過氧化物酶（HRP）可以在此類均一體系中催化酚類或芳香胺類底物聚合成聚酚或聚胺類物質(zhì)，使其受到人們的極大關(guān)注。

2.水-有機溶劑兩相體系

由水相和非極性有機溶劑可組成兩相體系，酶溶解于水相中，底物和產(chǎn)物則主要溶解于有機相中。常用于此體系的有機溶劑有烴類、醚、酯等。由于底物和產(chǎn)物必須在兩相之間進行物質(zhì)傳遞，振蕩和攪拌將會加快兩相體系中的酶促反應(yīng)速度。如果采用固定化酶，則以懸浮的形式存在于兩相的界面上。催化反應(yīng)在兩相的界面上進行。一般是在底物或產(chǎn)物兩者或其中一種屬于疏水化合物的時候使用。

3.反膠束體系

反膠束體系是含有表面活性劑與少量水的有機溶劑體系。表面活性劑可以是陽離子型、陰離子型或非離子型，常用的是丁二酸-二（2-乙基）己酯磺基鈉（dioctylsulfosuccinate）、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、卵磷脂和吐溫等。在反膠束體系中，水膠束反膠束與表面活性劑之比（Wo）是個重要參數(shù)，水含量少（Wo<15）的通常稱為反膠束，水含量多（Wo<15）的則稱為微乳液。反膠束體系的特點

在反膠束體系中，大多數(shù)酶能夠保持活性和穩(wěn)定性，甚至表現(xiàn)出“超活性”。反膠束體系作為反應(yīng)介質(zhì)具有以下優(yōu)點：①反膠束是自發(fā)形成的，不需要機械混合，有利于規(guī)模放大。②具有熱力學穩(wěn)定性和光學透明性，便于使用UV、NMR、量熱法等方法跟蹤反應(yīng)進程，研究酶催化的動力學和反應(yīng)機理。③有非常高的比表面積，便于底物和產(chǎn)物的擴散。④反膠束的相特性隨溫度變化而改變，利用這一特性可以簡化產(chǎn)物和酶的分離。4.正膠束體系膠束又稱為正膠束或正膠團，是在大量水溶液中含有少量與水不相混溶的有機溶劑，加入表面活性劑有形成水包油的乳濁液。表面活性劑的極性頭朝外，非極性尾朝內(nèi)，有機溶劑包在液滴內(nèi)部。反應(yīng)時，酶在膠束外面的水溶液中，疏水性的底物或產(chǎn)物在膠束內(nèi)部。反應(yīng)在膠束的表面進行。幾種表面活性劑的結(jié)構(gòu)式丁二酸

-二（2-乙基）己酯磺酸鈉十六烷基三甲基溴化銨幾種表面活性劑的結(jié)構(gòu)式TritonX-100吐溫205.微水有機溶劑單相體系

微水體系是由有機溶劑和微量的水組成的反應(yīng)體系，是在有機介質(zhì)酶催化中廣泛應(yīng)用的一種反應(yīng)體系。微量的水主要是酶分子的結(jié)合水，它對于維持酶分子的空間構(gòu)象和催化活性至關(guān)重要。另外有一部分水分配在有機溶劑中。由于酶分子不能溶于疏水的有機溶劑，所以酶以凍干粉或固定化酶的形式懸浮于有機介質(zhì)中，在懸浮狀態(tài)下催化反應(yīng)。疏水性的底物和產(chǎn)物溶解于有機相中。

酶分散在微水有機溶劑單相體系中產(chǎn)物底物酶水化層有機溶劑加微量水6.無溶劑或少溶劑體系

在至少有一種反應(yīng)物為液體時，這種反應(yīng)物可以作為反應(yīng)介質(zhì)，不加另外的溶劑，或只加少量的溶劑。例如在用脂肪酶催化各種手性醇的對映體選擇性轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)中，經(jīng)常使用過量的乙酸乙烯酯或乙酸異丙烯酯作為酰基供體，同時也作為反應(yīng)介質(zhì)，一般效果非常好，已在工業(yè)規(guī)模廣泛應(yīng)用。

當反應(yīng)物均為固體顆粒時，也不一定非要加溶劑使其溶解不可，可以往固體顆粒反應(yīng)物中加入少量的酶液，使酶液隱藏在固體顆粒的縫隙中。這種反應(yīng)體系由于含水少，有利于水解酶催化的反應(yīng)平衡偏向產(chǎn)物的合成，避免不必要的水解，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率。7.超臨界流體體系

超臨界流體（supercriticalfluid,SF）是一種物質(zhì)狀態(tài)，當物質(zhì)在超過一定溫度和一定壓力（此溫度及壓力稱為臨界點）以上，氣體與液體的性質(zhì)會趨近于類似，最后會達成一個均勻相（homogenous）的流體現(xiàn)象。

超臨界流體類似氣體的可壓縮性，而且又兼具有類似液體的流動性，密度一般介于0.1到1.0g/ml之間。由于其具有液體般的溶解能力，故超臨界流體可定義為具有可控制溶解能力的沉重氣體，或是一種液體、氣體無法區(qū)分的物質(zhì)狀態(tài)。超臨界流體的相圖超臨界萃取

第一次報道SCF有特殊性質(zhì)是在1879年，HannyJB和HogarthJ發(fā)現(xiàn)SCF乙醇有溶解固體無機鹽類的能力，當T>Tc（516.3K）時，增壓能使氯化鈷、碘化鉀、溴化鉀等溶解，減壓后又能像雪花一樣析出。

SCF的上述特性，首先被用來開發(fā)一種新技術(shù)，稱為超臨界萃?。⊿CFextraction，SCFE）。超臨界萃取

SCFE的實例有：從咖啡豆中脫除咖啡因，茶葉中脫除茶堿，煙草中脫除尼古丁，蛋黃中提取膽固醇，啤酒花中提取蛇麻酮，辣椒中提取辣椒色素，魚油中提取DHA和EPA，發(fā)酵液中提取β胡蘿卜素，植物籽中萃取植物油和蛋白質(zhì)分離等。萃取劑多用CO2、乙烯、丙烯、丙烷等。許多時候還添加少量攜帶劑（entrainer），也稱夾帶劑或共溶劑（cosolvent），能明顯提高溶解度或選擇性。例如SCFCO2中添加1~5%甲醇，吖啶的溶解度增加好幾倍，吖啶與蒽分離的選擇性也成倍增加。又如添加1%乙醇，SCFCO2中β胡蘿卜素的溶解度增加2～5倍。

酶在超臨界流體中催化反應(yīng)的特性

許多物質(zhì)形成的超臨界流體可以作為酶催化反應(yīng)的介質(zhì)，如CF3H、甲烷、乙烷、丙烷、CO2、SF6、N2O等。酶在這些溶劑中就像在非極性溶劑中那樣穩(wěn)定。超臨界流體對多數(shù)酶都能適用，酶催化酯化、轉(zhuǎn)酯、醇解、水解、羥化和脫氫等反應(yīng)都可在此反應(yīng)體系中進行。酶在超臨界流體中催化反應(yīng)的特性

這種溶劑體系最大的優(yōu)點是無毒、低粘度、產(chǎn)物易于分離。超臨界流體在臨界點附近溫度或壓力有一點微小的變化都會導(dǎo)致底物和產(chǎn)物溶解度的極大變化，因此很容易分離產(chǎn)物。

用這種體系的缺點是需要有能耐受幾十兆帕的高壓容器，并且在減壓時易使酶失活。此外，有些物質(zhì)（如CO2）在超臨界狀態(tài)時可能會與酶分子表面的活潑基團發(fā)生反應(yīng)而使酶失活。

離子液體（ionicliquid，IL）是指全部由離子組成的液體，如高溫下的KCI,KOH呈液體狀態(tài)，此時它們就是離子液體。在室溫或室溫附近溫度下呈液態(tài)的由離子構(gòu)成的物質(zhì)，稱為室溫離子液體、室溫熔融鹽、有機離子液體等，統(tǒng)稱離子液體。離子半徑越大，它們之間的作用力越小，這種離子化合物的熔點就越低。離子液體實際上就是熔點較低的鹽。8.離子液體體系組成離子液體的常用陽離子物質(zhì)有：離子液體體系咪唑類吡啶類季銨鹽類季膦酸鹽類

陰離子主要有Cl

_、NO3_、BF4_、PF6_、SbF6_等無機陰離子及CH3COO_、CH3SO3_、CF3COO_、CF3SOO_、(CF3SO2)2N_等有機陰離子。離子液體具有低毒、穩(wěn)定、不揮發(fā)等特點，還有一個突出優(yōu)點是極性較強，可溶解一般有機溶劑不能溶解的物質(zhì)。如100℃的[bmim]

+

Cl

_可溶解10%（質(zhì)量分數(shù)）以上的纖維素。離子液體不僅能溶解疏水性化合物，也能溶解極性化合物。當離子液體用于強極性底物糖類的酶促反應(yīng)時，既能提高反應(yīng)速率，又能提高酶反應(yīng)的選擇性。在[bmim]

+

[BF4]

_中CaLB酶催化葡萄糖的酯化反應(yīng)是選擇性的，在沒有保護的情況下，幾乎得到完全是6位取代的產(chǎn)物。酶在離子液體體系中催化反應(yīng)的特點[bmim]+（1-丁基-3-甲基咪唑陽離子）CaLB(南極假絲酵母脂肪酶B，lipaseBfromCandidaantarctica)

Kim等報道了C.rugosa脂肪酶催化甲基-6-O-三苯甲基葡萄糖苷和半乳糖苷與乙酸乙烯酯的反應(yīng)，結(jié)果表明，在離子液體中反應(yīng)更快、選擇性更高，主要得到2位的酰化產(chǎn)物，而3位酰化產(chǎn)物較少；在相同的產(chǎn)率下，與普通溶劑相比，反應(yīng)時間從原來的90h減少到3

~

5h。與常規(guī)溶劑相比，離子液體并沒有降低酶的活性。酶在離子液體體系中催化反應(yīng)的特點

離子液體可以作為單一溶劑使用，也可以加入部分水使用。

酶的熱穩(wěn)定性在離子液體中通常很好，尤其是在水活度較低時。嗜熱菌蛋白酶在[bmim]

+

[PF4]

_

中活性的喪失比在乙酸乙酯中慢得多。α-胰凝乳蛋白酶在離子液體中的半壽期是在丙醇中的10倍。CaLB在含有2%水的多種離子液體中的穩(wěn)定性與在丁醇、正己烷中相當，甚至更好。酶在離子液體體系中催化反應(yīng)的特點二、水對有機介質(zhì)中酶催化的影響

酶都溶于水，只有在一定量水存在的條件下，酶分子才能催化反應(yīng)。所以酶在有機介質(zhì)中催化反應(yīng)時，水是不可缺少的成分之一。有機介質(zhì)中的水含量多少對酶的空間構(gòu)象、酶的催化活性、酶的穩(wěn)定性等都有密切關(guān)系，水還與底物和產(chǎn)物的溶解度有關(guān)。1．水對酶分子空間構(gòu)象的影響酶分子只有在空間構(gòu)象完整的狀態(tài)下，才具有催化功能。在無水條件下，酶的空間構(gòu)象被破壞，酶變性失活。因此，酶分子需要一層水化層，以維持其完整的空間構(gòu)象。維持酶分子完整空間構(gòu)象所必需的最低水量稱為必需水（essentialwater）。

必需水量的差異必需水與酶分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有密切關(guān)系。不同的酶所要求的必需水量差別很大。例如，每分子凝乳蛋白酶只需50分子的水，就可以維持其空間構(gòu)象；而每分子多酚氧化酶卻需要350分子水，才能顯示其催化活性。

2．水對酶催化反應(yīng)速度的影響有機介質(zhì)中水的含量對酶催化反應(yīng)速度有顯著的影響。在水含量較低時，酶的催化反應(yīng)速度隨水含量的增加而升高。催化反應(yīng)速度達到最大時所需的最低含水量稱為最適水含量。

最適水含量的變化由于反應(yīng)體系中的水分布在酶分子、有機溶劑、固定化酶的載體或修飾酶的修飾劑等之中，因此，即使采用相同的酶，反應(yīng)體系的最適水含量也會隨著有機溶劑的種類、固定化酶載體的特性、修飾劑種類等的變化而有所差別。在實際應(yīng)用時應(yīng)當根據(jù)實際情況，通過實驗確定最適水含量。

水含量和水活度對PSL催化酯合成速度的影響PSL——假單胞菌脂肪酶3．水活度

為了更為確切地反映水與酶催化活性的關(guān)系，引入了水活度的概念。水活度（wateractivity，Aw）是指體系中水的逸度與純水逸度之比。通?？梢杂皿w系中水的蒸汽壓與相同條件下純水的蒸汽壓之比表示，即Aw=P/P0式中，P為在一定條件下體系中水的蒸汽壓，P0為在相同條件下純水的蒸汽壓。

逸度的概念對于理想氣體對于實際氣體經(jīng)校正式中，，為實際氣體的逸度，為逸度系數(shù)。

活度的概念對于理想溶液對于真實溶液經(jīng)校正式中，最適水含量和最適水活度與溶劑極性大小的關(guān)系研究表明，在一般情況下，最適水含量隨著有機溶劑極性的增加而增加，而最適水活度與溶劑極性的大小沒有關(guān)系。所以采用水活度作為參數(shù)來研究有機介質(zhì)中水對酶催化作用的影響更為確切。

結(jié)合水和游離水

在有機介質(zhì)中含有的水，主要有兩類，一類是與酶分子緊密結(jié)合的結(jié)合水，另一類是溶解在有機溶劑中的游離水。研究表明，在有機介質(zhì)體系中，酶的催化活性隨著結(jié)合水量的增加而提高。在結(jié)合水量不變的條件下，體系中水含量的變化對酶的催化活性影響不大。因此可以認為，在有機介質(zhì)體系中，結(jié)合水是影響酶催化活性的關(guān)鍵因素。

三、有機溶劑對有機介質(zhì)中酶催化的影響有機溶劑是有機介質(zhì)反應(yīng)體系中的主要成分之一。常用的有機溶劑有辛烷、正己烷、苯、吡啶、叔丁醇、丙醇、乙腈、環(huán)己烷、二氯甲烷等。在有機介質(zhì)體系中，有機溶劑對酶的活性、酶的穩(wěn)定性、酶的催化特性及酶催化反應(yīng)的速度等都有顯著的影響。

不同的酶耐有機溶劑的能力不同在有機介質(zhì)中，酶分子不能直接溶解，而是懸浮在溶劑中進行催化反應(yīng)。有些酶在有機溶劑的作用下，其空間結(jié)構(gòu)會受到破壞，從而使酶的催化活性受到影響，甚至引起酶的變性失活。不同的酶，其耐有機溶劑的能力有差異。有些酶，如脂肪酶、蛋白酶、多酚氧化酶等，在有機溶劑中其整體結(jié)構(gòu)和活性中心基本上保持完整，能夠在適當?shù)挠袡C介質(zhì)中催化反應(yīng)。

用于有機介質(zhì)的酶的處理

要使酶懸浮于有機介質(zhì)中催化反應(yīng)，通常要將酶制劑進行冰凍干燥。在酶的冰凍干燥過程中，應(yīng)當加入蔗糖、甘露醇等冰凍干燥保護劑，以減少酶的失活。酶在有機介質(zhì)中與有機溶劑接觸，酶分子的表面結(jié)構(gòu)將有所變化。

有機溶劑分子與酶的結(jié)合枯草桿菌蛋白酶晶體原來有119個與酶分子結(jié)合的水分子，懸浮在乙腈中后，與酶分子結(jié)合的水分子只有99個，另有12個乙腈分子與酶分子結(jié)合，其中有4個是原來水分子結(jié)合的位點。

有機溶劑對酶活性中心也有影響，如辣根過氧化物酶在甲醇中催化反應(yīng)時，甲醇分子可以進入酶的活性中心，與血紅素中的鐵配位結(jié)合；枯草桿菌蛋白酶懸浮在乙腈中，有4個乙腈分子進入酶的活性中心。

有機溶劑的極性對酶活性的影響

有些有機溶劑，特別是極性較強的有機溶劑，如甲醇、乙醇等，會奪取酶分子的結(jié)合水，影響酶分子的水化層，從而降低酶的催化活性，甚至引起酶的變性失活。有機溶劑極性的強弱可以用極性系數(shù)lgP來表示，P是指溶劑在正辛烷和水兩相中的分配系數(shù)。極性系數(shù)越大，表明其極性越小。有機溶劑極性的選擇研究表明，有機溶劑的極性越強，越容易奪取酶分子的結(jié)合水，對酶活性的影響就越大。例如，正己烷能夠奪取酶分子0.5%的結(jié)合水，甲醇可以奪取酶分子60%的結(jié)合水。極性系數(shù)lgP<2的極性溶劑一般不宜作為有機介質(zhì)酶催化的溶劑使用。在有機介質(zhì)中，應(yīng)選擇好所使用的溶劑，控制好介質(zhì)中的水含量，或者經(jīng)過酶分子的修飾提高酶分子的親水性，以免酶在有機介質(zhì)中因脫水而影響其催化活性。

酶反應(yīng)底物和產(chǎn)物的傳質(zhì)酶在有機介質(zhì)中催化反應(yīng)，底物必須首先進入酶分子的水化層，然后才能進入酶的活性中心進行反應(yīng)；反應(yīng)產(chǎn)物也必須首先從酶的活性中心進入水化層，然后才能擴散到有機介質(zhì)中去。有機溶劑的極性對傳質(zhì)的影響如果有機溶劑的極性很小，疏水性太強，則疏水性底物雖然在有機介質(zhì)中溶解度大，但難于從有機介質(zhì)中進入酶分子的水化層；如果有機溶劑的極性太大，親水性太強，則疏水性底物在有機介質(zhì)中的溶解度低，使得體系中底物的濃度低，也會影響反應(yīng)速度。所以應(yīng)選擇極性適中的有機溶劑作為介質(zhì)。一般選用2≤lgP≤5的有機溶劑來配制有機介質(zhì)。

四、酶在有機介質(zhì)中的催化特性1．底物特異性

胰蛋白酶可以催化N-乙酰-L-絲氨酸乙酯和N-乙酰-L-苯丙氨酸乙酯的水解，在水溶液中，由于苯丙氨酸的疏水性比絲氨酸強，酶在水溶液中催化苯丙氨酸乙酯水解的速度要比催化絲氨酸乙酯水解的速度高104倍；而在辛烷介質(zhì)中，胰蛋白酶催化絲氨酸乙酯水解的速度要比催化苯丙氨酸乙酯水解的速度快20倍。溶劑極性與底物疏水性對酶反應(yīng)速度的影響這是因為在水溶液中，疏水性較強的底物容易與酶的活性中心結(jié)合，而在有機介質(zhì)中，有機溶劑與底物之間的疏水作用比底物與酶活性中心之間的疏水作用更強，使得底物更難與酶的活性中心結(jié)合。一般來說，在極性較強的有機溶劑中，極性較弱的底物容易反應(yīng)；而在極性較弱的有機溶劑中，極性較強的底物容易反應(yīng)。

2．立體異構(gòu)專一性

在有機介質(zhì)中，由于介質(zhì)的特性發(fā)生改變，導(dǎo)致酶的立體異構(gòu)專一性也會發(fā)生改變，酶的立體異構(gòu)專一性的強弱可以用立體選擇系數(shù)（K

LD）的大小來衡量。立體選擇系數(shù)與酶對L