酶固定化技术有哪些方法和优点

A. 简述酶的固定的方法及优点

与自然酶相比，固定化酶和固定化细胞具有明显的优点（也就是为什么要进行酶的固定化）： 一、可以做成各种形状如颗粒状、管状、膜状，装在反应槽中便于取出，便于连续、反复使用。
二、稳定性提高，不易失去活性，使用寿命延长。
三、便于自动化操作，实现用电脑控制的连续生产。
方法：物理方法包括物理吸附法、包埋法等。化学法包括结合法、交联法。
各种方法优缺点
1·吸附法 ：利用各种吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上而使酶固定的方法。 常用吸附剂有活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等。 采用吸附法固定酶，其操作简便、条件温和，不会引起酶边形或失活，且载体廉价易得，可反复使用。
2·包埋法 酶被裹在凝胶的细格子中或被半透性的聚合物膜包围而成为格子型和微胶囊型两种。优点酶包埋在聚合物中不易漏出;操作条件温和、对外界环境的缓冲作用大，可防止酶体的机械损伤,易于再生,产物分离提取容易。3·共价结合法（属化学法中的结合法）即酶蛋白的非必需基团通过共价键和载体形成不可逆的连接。共价结合法酶与载体之间结合紧密，不易脱落，稳定性好，但反应条件激烈，操作复杂，控制条件苛刻，活力损失较大
4·交联法 依靠双功能团试剂使酶分子之间发生交联凝集成网状结构，使之不溶于水从而形成固定化酶，此法制备的细胞与载体结合紧密，但制备麻烦，活力损失较大

B. 酶的固定化方法有哪些各有何分缺点

固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。但是,由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用,因此对一些反应不适用。化学法是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上,使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法.

C. 把酶固定化有什么好处和用处固定酶的方法有那些

酶工程的实现，体现在酶的半衰期的延长和酶活的稳定性。采用固定化可以显着提高这两个指标，固定化酶所用载体是比较多的，比如树脂等。
是指利用酶催化剂所具有的特异催化功能，借助工艺学手段和生物反应器装置来生产所需的生物化工产品的过程，与发酵过程相比，它采用了反应专一性的酶为催化剂,无副产品,过程精制和产物分离纯化较方便。在生物反应器及操作方式上有较大的选择余地，除分批釜式反应外，可考虑用膜式反应器进行连续操作。在应用固定化酶为催化剂时，更可采用各种固定床和流化床的连续操作反应器。
沿革 古代人类虽不知道酶的存在，但是自古以来就知道利用植物和微生物的酶来催化反应生产各种食品。如利用麦芽中的麦芽糖酶来制备饴糖，利用酒药中的微生物产生的淀粉酶和酒化酶来生产酒酿、黄酒和白酒等。随着科学技术的发展，人们认识到，虽然酶是活细胞产生的，但是许多酶可以单独分离得到，在分离的状态下，酶仍然能继续它的生物催化作用。20世纪40年代，以生产抗生素为代表的深层液体通气纯种培养技术获得成功，从生产技术方面为酶制剂工业的形成创造了条件。以后，酶的生产、分离、精制，酶在游离状态下的利用，固定化酶的制备和利用，酶反应器的应用等技术的发展，导致70年代初人们将酶反应过程（有时也称酶过程）从发酵过程中分出去，单独成为酶工程中的核心部分。
分类 以酶为催化剂的酶反应过程，可根据作用于底物的酶性质决定。以单一酶为催化剂的反应称单酶反应；以两个酶或两个以上酶参与反应的过程称多酶反应；或称多酶串联反应。从化学反应工程角度出发，可分为单（液）相催化反应以及多相催化反应，后者以液固相催化反应为主。游离酶的反应常属前者，而固定化酶的反应则属后者。
组成步骤 以工业生产为目的的酶过程可由以下五个步骤所组成：
①产生酶的微生物发酵过程。
②胞内酶的微生物细胞破碎过程。可用机械研磨、高压匀浆器进行破碎;也可用加入溶菌酶的方法处理,或用超声波、反复冻融的物理方法。胞外酶则不需上述操作，直接将发酵液过滤除去菌体即可。
③酶的分离纯化过程。根据酶分子与其他蛋白质之间性质的差异，例如分子的大小、溶解度的不同，用盐析法、有机溶媒沉淀法、电渗析法、离子交换层析和电泳法等技术，将酶进行分离纯化。
④为了提高酶的催化性能，将酶固定在载体上的固定化过程（见固定化酶）。
⑤酶反应器的设计和酶反应控制。对于游离酶反应，通常采用分批搅拌槽反应器；对于固定化酶反应，则常用连续柱式反应器（见生物反应器）。
典型过程 有单酶反应和多酶反应。
①单酶反应 用氨基酰化酶对酰化DL－氨基酸进行水解,析出为L-氨基酸和酰基-D-氨基酸是典型的单酶反应。

若采用液相催化反应，当间歇反应结束后，给产物的提取带来困难。由于缺乏适当分离手段，酶使用一次就被弃掉，很不经济。目前，工业上采用液固催化反应，即用固定化氨基酰化酶进行连续生产（见图）。底物乙酰-DL-氨基酸溶液以一定流速进入酶反应柱，反应过程中对温度、pH进行控制，经过浓缩后，利用溶解度不同进行分离得到产品L－氨基酸。酰化-D-氨基酸用化学方法进行消旋化反应后，作为基质循环使用。该法与用液态酶间歇式反应相比较，有操作稳定、分离简便、收率高、成本低等优点。

②多酶反应 以DL-α-氨基-ε-乙内酰胺为原料通过由L-α-氨基-ε-已内酰胺水解和α-氨基-ε-已内酰胺消旋酶共同固定的酶柱后，即可获得最终产品L-氨基

D. 什么是固定化酶有何优点

所谓固定化酶，是指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的酶。通常酶催化反应都是在水溶液中进行的，而固定化酶是将水溶性酶用物理或化学方法处理，使之成为不溶于水的，但仍具有酶活性的状态。

酶固定化后一般稳定性增加，易从反应系统中分离，且易于控制，能反复多次使用。便于运输和贮存，有利于自动化生产，但是活性降低，使用范围减小，技术还有发展空间。固定化酶是近十余年发展起来的酶应用技术，在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景。

(4)酶固定化技术有哪些方法和优点扩展阅读：

固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。

物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。但是,由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用,因此对一些反应不适用。

化学法包括结合法、交联法。结合法又分为离子结合法和共价结合法。是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上,使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。

E. 什么是固定化酶有何优点如何制备固定化酶

什么是固定化酶？有何优点？如何制备固定化酶
1固定化酶的传统制备方法
1.1吸附法
吸附法是利用物理吸附法,将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等载体上的固定方式.
显着特点是：
工艺简便及条件温和,包括无机、有机高分子材料,
吸附过程可同时达到纯化和固定化；
酶失活后可重新活化,
载体也可再生.
但要求载体的比表面积要求较大,有活泼的表面
1.2包埋法
包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子结构或微囊结构等多空载体中,而底物仍能渗入格子或微囊内与酶相接触.这个方法比较简便,酶分子仅仅是被包埋起来,生物活性被破坏的程度低,但此法对大分子底物不适用.
(1)网格型
将酶或包埋在凝胶细微网格中,制成一定形状的固定化酶,称为网格型包埋法.也称为凝胶包埋法.
(2)微囊型
把酶包埋在由高分子聚合物制成的小球内,制成固定化酶.由于形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米,所以也称为微囊化法.
1.3结合法
酶蛋白分子上与不溶性固相支持物表面上通过离子键结合而使酶固定的方法,叫离子键结合法.其间形成化学共价键结合的固定化方法叫共价键结合法.共价键结合法结合力牢固,使用过程中不易发生酶的脱落,稳定性能好.
该法的缺点是载体的活化或固定化操作比较复杂,反应条件也比较强烈,所以往往需要严格控制条件才能获得活力较高的固定化酶.
1.4交联法
交联法是用多功能试剂进行酶蛋白之间的交联,使酶分子和多功能试剂之间形成共价键,得到三向的交联网架结构,除了酶分子之间发生交联外,还存在着一定的分子内交联.多功能试剂制备固定化酶方法可分为：
(1) 单独与酶作用；
( 2) 酶吸附在载体表面上再经受交联；
( 3) 多功能团试剂与载体反应得到有功能团的载体,再连接酶.交联剂的种类很多,最常用的是戊二醛,其他的还有异氰酸衍生物、双偶氮二联苯胺、N,N-乙烯马来酰亚胺等.
交联法的优点是酶与载体结合牢固,稳定性较高；缺点是有的方法固定化操作较复杂,进行化学修饰时易造成酶失活
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竞争性抑制剂与被抑制的酶的底物通常有结构上的相似性,能与底物竞相争夺酶分子上的结合位点,从而产生酶活性的可逆的抑制作用.与酶的活性中心相结合.与酶的结合是可逆的.
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增大底物浓度可以减弱竞争性抑制剂的影响.

F. 固定化酶的优点 固定化酶的优点介绍

1、固定化酶的优点：固定化酶可重复使用，使酶的使用效率提高、使用成本降低。

2、固定化酶极易与反应体系分离，简化了提纯工艺，而且产品收率高、质量好。

3、在多数情况下，酶经固定化后稳定性得到提高。

4、固定化酶具有一定的机械强度，可以用搅拌或装柱的方式作用于底物溶液，便于酶催化反应的连续化和自动化操作。

5、固定化酶与游离酶相比更适于多酶体系的使用，不仅可利用多酶体系中的协同效应使酶催化反应速率大大提高，而且还可以控制反应按一定顺序进行。

G. 酶的固定化方法主要有哪些

一、包埋法 定义：将酶、细胞或原生质体包埋在各种多孔载体中，使其固定化的方法。 分类：根据载体的材料和方法的不同分为凝胶包埋法（网格型包埋法）、半透膜包埋法（微囊型包埋法）。 1、凝胶包埋法：应用最广泛的固定化方法。

H. 酶的固定化方法有哪些

一、包埋法
定义：将酶、细胞或原生质体包埋在各种多孔载体中，使其固定化的方法。
分类：根据载体的材料和方法的不同分为凝胶包埋法（网格型包埋法）、半透膜包埋法（微囊型包埋法）。
1、凝胶包埋法：应用最广泛的固定化方法。
定义：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。
载体：琼脂凝胶、海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺凝胶等。
注意事项：凝胶的孔径应控制在小于酶分子直径的范围内；不适于那些底物或产物分子很大的酶类的固定化。
2、半透膜包埋法
定义：将酶或细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶或固定化细胞。
载体：聚酰胺膜、火棉胶膜等。 适用：底物和产物都是小分子物质的酶的固定化。
方法：将酶液滴分散在与水互不相溶的有机溶剂中，在酶液滴表面形成半透膜，将酶包埋在微胶囊中。

二、结合法
定义：选择适宜的载体，使之通过共价键或离子键与酶结合在一起的固定化方法。
分类：根据酶与载体结合的化学键不同分为离子键结合法、共价键结合法。
1、离子键结合法
定义：通过离子键使酶与载体结合的固定化方法。
载体：某些不溶于水的离子交换剂，如DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶。
方法：一定条件下，酶与载体混合搅拌几小时，或是将酶液缓缓流过处理好的离子交换柱。
特点：结合力较弱，在pH、离子强度等条件改变时，酶容易脱落。
使用注意：pH、离子强度、温度等的控制。
2、共价键结合法
定义：通过共价键将酶与载体结合的固定化方法。
常用载体：纤维素、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶等
可以形成共价键的基团：氨基、羧基、巯基、羟基、酚基和咪唑基等。
特点：结合牢固、酶不会脱落、可连续使用较长时间；载体活化的操作复杂；共价结合可能影响酶的空间结构，从而影响酶的催化活性。

I. 酶的固定化方法有很多种，请简述物理吸附法与离子吸附法之间的异同点

酶的固定化方法大致可分为4类。
① 吸附法:通过物理吸附或静电引力将酶吸附在活性炭、 氧化铝、离子交换树脂等具有活泼表面的载体上。优点 是简便。缺点是结合不牢，使用中容易脱落。
②共价 法:通过酶分子上的官能团，如氨基、竣基、经基、酚 基、琉基、咪哇基，将酶分子通过共价键结合于天然或 合成高聚物载体上。优点是酶与载体结合牢固，酶分子 不会脱落。缺点是反应条件较剧烈，酶的活性较低。
③ 交联法:利用双官能团试剂如戊二醛等，将酶分子交联 起来，使之成为网状结构而不溶于水。
④包埋法:将酶 分子包埋在凝胶的网格中或微型胶囊中。