固定化酶与固定化细胞课件.ppt

1、1 1、制作固定化的、制作固定化的a a淀粉酶淀粉酶、进行淀粉水解的测定、进行淀粉水解的测定发展要求：通过实验探讨固定化酶的应用价值发展要求：通过实验探讨固定化酶的应用价值固定化酶固定化酶它是通过物理的或化学的手段，将它是通过物理的或化学的手段，将酶束缚酶束缚于水于水不溶的载体上，或将酶柬缚在一定的空间内，不溶的载体上，或将酶柬缚在一定的空间内，限制酶分子限制酶分子的自由流动的自由流动，但能使酶充分发挥催化作用，但能使酶充分发挥催化作用.将固定化酶装将固定化酶装拄，当底物经过该柱时，在酶的作用下转变为产物拄，当底物经过该柱时，在酶的作用下转变为产物固定化酶的反应柱示意图固定化酶的反应柱示意图

2、酶的固定化方法酶的固定化方法酶的固定化方法有：吸附法；共价键结合法；交联法；吸附法；共价键结合法；交联法；包埋法包埋法.吸附法吸附法吸附法分为物理吸附法和离子交换吸附法。(1) (1) 物理吸附法物理吸附法: : 通过氢键、疏水作用和通过氢键、疏水作用和电子亲和力电子亲和力等物理作用，将酶固定于水不溶载体上从而制成固定化等物理作用，将酶固定于水不溶载体上从而制成固定化酶酶。( (2)2)离子交换吸附法离子交换吸附法: : 这是这是将酶与含有离予交换基的水将酶与含有离予交换基的水不溶载体相结合而达到固定化的一种方法。不溶载体相结合而达到固定化的一种方法。 吸附法制备固定化酶操作简单，可充分选择不

3、同电荷、不同形吸附法制备固定化酶操作简单，可充分选择不同电荷、不同形状的载体，吸附过程可以同时纯化酶，固定化酶在使用过程失活后状的载体，吸附过程可以同时纯化酶，固定化酶在使用过程失活后可重新活化，同时，载体可以回收再利用。但由于有些机理不十分可重新活化，同时，载体可以回收再利用。但由于有些机理不十分明了，在给酶量、吸附程度与固定化酶活力回收的关系不可预见性明了，在给酶量、吸附程度与固定化酶活力回收的关系不可预见性大，同时由于吸附法制备的固定化酶易脱落，影响产物纯度和酶的大，同时由于吸附法制备的固定化酶易脱落，影响产物纯度和酶的操作为稳定性。操作为稳定性。 包埋法包埋法包埋法是将聚合物的单体与酶

4、溶液混合，再借助于聚合助包埋法是将聚合物的单体与酶溶液混合，再借助于聚合助进剂进剂( (包括交联剂包括交联剂) )的作用进行聚合，酶被包埋在聚合物中的作用进行聚合，酶被包埋在聚合物中以达到固定化以达到固定化。共价偶联合法共价偶联合法 共价键结合法是酶蛋白的侧链基团和载休表面上的功能基团之间形成共价键而固定的方法。固定化酶的优点固定化酶的优点: : (1)(1)即能与产物接触，又能与产物分离，能被反复利用即能与产物接触，又能与产物分离，能被反复利用 (2)(2)可以在较长时间内反复使用可以在较长时间内反复使用 (3)(3)溶液中没有酶的残留，简化了提纯工艺溶液中没有酶的残留，简化了提纯工艺. .

5、(4)(4)酶的使用效率提高，产物得率提高，产品质量有保障，酶的使用效率提高，产物得率提高，产品质量有保障，成本低。成本低。 固定化酶也存在一些缺点固定化酶也存在一些缺点：(1)(1)酶固定化时酶的活力有所损失。同时也增加了固定化酶固定化时酶的活力有所损失。同时也增加了固定化的成本，使工厂开始投资大。的成本，使工厂开始投资大。(2)(2)比较适应水溶性底物和小分子底物。比较适应水溶性底物和小分子底物。(3)(3)与完整细胞比较，不适于多酶反应，特别是需要辅因与完整细胞比较，不适于多酶反应，特别是需要辅因子的反应，同时对胞内酶需经分离后才能固定化。子的反应，同时对胞内酶需经分离后才能固定化。 类

6、型优点不足直接使用酶固定化酶催化效率高低耗能低污染酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，难分离在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的难以一次性固定化多种酶直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶酶种类酶种类一中或几种一中或几种一种一种常用载体常用载体硅胶凝胶高岭土硅胶凝胶高岭土催化反应催化反应单一或多种单一或多种单一单一缺点缺点对环境敏感、易失活、难回收成本高、影响质量不利于一系列的酶的催化反应优点优点催化效率高、耗能低、污染低即能与产物

7、接触，又能与产物分即能与产物接触，又能与产物分离，能被反复利用离，能被反复利用 可以在较长时间内反复使用可以在较长时间内反复使用 溶液中没有酶的残留，简化了提溶液中没有酶的残留，简化了提纯工艺纯工艺. .在绝大多数情况下提高了在绝大多数情况下提高了酶的稳酶的稳定性。定性。实验原理：实验原理： 本实验是用吸附法将本实验是用吸附法将-淀粉酶淀粉酶的的固定固定在在石英砂石英砂上。上。一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶催化后，可使淀粉一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶催化后，可使淀粉水解成水解成糊精糊精。流出液用淀粉指示液测试，呈红色，表。流出液用淀粉指示液测试，呈红色，表明水解产物糊精生产。明水解产物糊精生

8、产。淀粉淀粉 糊精糊精麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖-淀粉酶淀粉酶-淀粉酶淀粉酶糖化淀粉酶糖化淀粉酶-淀粉酶最适温度为为淀粉酶最适温度为为a a淀粉酶的固定化淀粉酶的固定化mgmga a淀粉酶溶于淀粉酶溶于mlml的蒸馏水的蒸馏水g g石英沙，不时搅拌石英沙，不时搅拌minmin后装入注射器后装入注射器倍体积蒸馏水去倍体积蒸馏水去洗未被吸附的游离的淀粉酶洗未被吸附的游离的淀粉酶淀粉水解作用的检测淀粉水解作用的检测注射器固定在注射器架上注射器固定在注射器架上加淀粉溶液，流速加淀粉溶液，流速mlmin流出流出ml后后ml流出液流出液滴加滴滴加滴观察观察用水稀释倍后观察用水稀释倍后观察用倍水冲洗用倍水冲洗（洗去残留的淀粉溶液）（洗去残留的淀粉溶液）放入度冰箱中保存放入度冰箱中保存1数据纪录样品2mL水2mL淀粉液2mL淀粉滤液2滴KI-I2溶液稀释1倍结果空白对照+-+-样品1-+-+-蓝色样品2-+-红色样品3-+浅红2结果分析 空白对照是原始鉴定滴加液稀释颜色，作为一个颜色参照：样品1是淀粉液与指示试剂显色反应，作为另一个颜色参照：样品2是淀粉液通过层析柱的滤液，经指示试剂测试，呈现红色，结果说明，其通过用-淀粉酶包埋石英砂的层析柱时，与-淀粉酶反应生成糊精：样品3是样品2横向颜色对比，样品3是经稀释1倍，这是两者的差异。结果颜色对比 图示-2试管编号从左至右风别为