第五章 酶的固定化 - 2013-11-28

1、Chapter 5 The immobile of Enzyme，Cell and Protoplast 酶、細胞、原生質(zhì)體固定化酶、細胞、原生質(zhì)體固定化 游離酶的缺點游離酶的缺點 酶的穩(wěn)定性差，易受外界因素影響而失活酶的穩(wěn)定性差，易受外界因素影響而失活 酶不易回收利用（酶的一次性使用）酶不易回收利用（酶的一次性使用） 產(chǎn)物不易分純，且難連續(xù)化生產(chǎn)產(chǎn)物不易分純，且難連續(xù)化生產(chǎn) 酶的催化效率不夠高酶的催化效率不夠高 Contents of chapter 5 概述概述 第一節(jié)第一節(jié) 酶固定化酶固定化 第二節(jié)第二節(jié) 細胞固定化細胞固定化 第三節(jié)第三節(jié) 原生質(zhì)體固定化原生質(zhì)體固定化 2 . 什么是固

2、定化酶？什么是固定化酶？ 水溶性酶水溶性酶 水不溶性水不溶性 載體載體 水溶性酶水溶性酶 活 化 基 團 固定化酶 酶的固定化 固定化酶概念固定化酶概念 指固定在一定指固定在一定載體載體上并在上并在一定的空間范圍內(nèi)一定的空間范圍內(nèi)進行催進行催 化反應(yīng)的酶。化反應(yīng)的酶。 通過吸附、偶聯(lián)、交聯(lián)、包埋等物理或化學(xué)的方法通過吸附、偶聯(lián)、交聯(lián)、包埋等物理或化學(xué)的方法 制備成的具有催化活性的制備成的具有催化活性的水不溶性水不溶性酶。酶。 2. 固定化酶的制備方法固定化酶的制備方法 吸附法吸附法 離子鍵結(jié)合法離子鍵結(jié)合法 共價鍵結(jié)合法共價鍵結(jié)合法 交聯(lián)法交聯(lián)法 凝膠包埋法凝膠包埋法 半透膜包埋法半透膜包埋法

3、 固定化固定化 方法方法 非共價非共價 結(jié)合法結(jié)合法 化學(xué)化學(xué) 結(jié)合法結(jié)合法 包埋法包埋法 熱處理法熱處理法 吸附法吸附法 1. 吸附作用力吸附作用力 2. 固體吸附劑包括活性炭、氧化鋁、硅藻土、固體吸附劑包括活性炭、氧化鋁、硅藻土、 多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、羥基磷灰石多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、羥基磷灰石 3. 優(yōu)缺點優(yōu)缺點 （3）包埋法）包埋法 將酶或含酶菌體將酶或含酶菌體包埋包埋在各種在各種多孔載體多孔載體中，使酶固定中，使酶固定 化的方法稱為包埋法。化的方法稱為包埋法。 只適合作用于小分子底物和產(chǎn)物的酶只適合作用于小分子底物和產(chǎn)物的酶。 凝膠包埋法（網(wǎng)格型）凝膠包埋法（網(wǎng)格型） 半透膜

4、包埋法（微囊型）半透膜包埋法（微囊型） 包埋法包埋法 1）凝膠包埋法（網(wǎng)格型）凝膠包埋法（網(wǎng)格型） 將酶或含酶菌體包埋在將酶或含酶菌體包埋在高分子凝膠高分子凝膠細微網(wǎng)格中，制細微網(wǎng)格中，制 成一定形狀的固定化酶，稱為網(wǎng)格型包埋法。也稱成一定形狀的固定化酶，稱為網(wǎng)格型包埋法。也稱 為凝膠包埋法。為凝膠包埋法。 首先被采用的網(wǎng)格包埋法是：首先被采用的網(wǎng)格包埋法是： u 固定化胰蛋白酶固定化胰蛋白酶 u 木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶 u 淀粉酶淀粉酶 Enzyme+N, N-甲叉雙丙稀酰胺甲叉雙丙稀酰胺, 丙稀酰胺丙稀酰胺 引發(fā)劑引發(fā)劑inactiation 2）半透膜包埋法（微囊型）半透膜包埋法（微囊型）

5、 將酶或含酶細胞包埋在將酶或含酶細胞包埋在高分子半透膜高分子半透膜中的固定化方中的固定化方 法。法。 界面聚合法界面聚合法 是用化學(xué)手段制備微囊的方法。利用親水性單體和是用化學(xué)手段制備微囊的方法。利用親水性單體和 疏水性單體在油水界面上發(fā)生聚合反應(yīng)形成聚合體疏水性單體在油水界面上發(fā)生聚合反應(yīng)形成聚合體 而將酶包裹起來。而將酶包裹起來。 （3）結(jié)合法）結(jié)合法 1）共價結(jié)合法）共價結(jié)合法 通過共價鍵將酶與載體結(jié)合的方法。通過共價鍵將酶與載體結(jié)合的方法。 結(jié)合方法結(jié)合方法 .將載體有關(guān)基團活化，然后將酶有關(guān)基因發(fā)生偶將載體有關(guān)基團活化，然后將酶有關(guān)基因發(fā)生偶 聯(lián)反應(yīng)；聯(lián)反應(yīng)； 與載體共價結(jié)合的酶的功

6、能基團與載體共價結(jié)合的酶的功能基團 -氨基，氨基，-氨基，氨基，,或或位的羧基、巰基、羥基、咪位的羧基、巰基、羥基、咪 唑基、酚基等。唑基、酚基等。 載體載體 天然有機載體（多糖、蛋白質(zhì)、細胞等）天然有機載體（多糖、蛋白質(zhì)、細胞等） 無機物（玻璃、陶瓷等）無機物（玻璃、陶瓷等） 合成聚合物（聚酯、聚胺、尼龍等）合成聚合物（聚酯、聚胺、尼龍等） 優(yōu)缺點優(yōu)缺點 .優(yōu)點：酶與載體結(jié)合牢固，一般不會因底物濃度高優(yōu)點：酶與載體結(jié)合牢固，一般不會因底物濃度高 或存在鹽類等原因而輕易脫落?；虼嬖邴}類等原因而輕易脫落。 .缺點：反應(yīng)條件苛刻，操作條件復(fù)雜；缺點：反應(yīng)條件苛刻，操作條件復(fù)雜； 酶蛋白高級結(jié)構(gòu)變化

7、，破壞活性中心，活力酶蛋白高級結(jié)構(gòu)變化，破壞活性中心，活力 降低。降低。 載體活化方法載體活化方法 A重氮法重氮法 B疊氮法疊氮法 C烷基化反應(yīng)法烷基化反應(yīng)法 D溴化氰法溴化氰法 A重氮法重氮法 反應(yīng)示意式反應(yīng)示意式 NH2 NaNO2/HCl N2+Cl- 酶-Tyr N=N OH CH2 酶 重氮鹽衍生物載體 固定化酶 A重氮法重氮法 將含有將含有苯氨基苯氨基的不溶性載體與的不溶性載體與亞硝酸亞硝酸反應(yīng)，生成反應(yīng)，生成重重 氮鹽衍生物氮鹽衍生物，使載體引進活潑的，使載體引進活潑的重氮基團重氮基團。 載體活化后，活潑的載體活化后，活潑的重氮基團重氮基團可與酶分子中的可與酶分子中的酚基酚基 或

8、或咪唑基咪唑基發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)而制得固定化酶。發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)而制得固定化酶。 B. 疊氮法疊氮法 反應(yīng)示意式反應(yīng)示意式 OCH2COOHOCH2COOCH2 CH3OH/HCl OCH2CONHNH2 NH2NH2（肼） OCH2CON3 NaNO2/HCl OCH2CONH-酶酶 酶-NH2 B. 疊氮法疊氮法 對含有對含有羧基羧基的載體，與的載體，與肼基肼基作用生成含有作用生成含有酰肼基團酰肼基團 的載體，再與的載體，再與亞硝酸亞硝酸活化，生成活化，生成疊氮化合物疊氮化合物。最后。最后 與與酶偶聯(lián)酶偶聯(lián)。 C烷基化反應(yīng)法烷基化反應(yīng)法 含含羥基羥基的載體可用的載體可用三氯三嗪三氯三嗪等多鹵代物進行

9、活化，形等多鹵代物進行活化，形 成含有成含有鹵素基團鹵素基團的活化載體。的活化載體。 鹵素基團可與酶分子上的氨基、巰基、羥基等發(fā)生烷鹵素基團可與酶分子上的氨基、巰基、羥基等發(fā)生烷 基化反應(yīng)，制備成固定化酶?；磻?yīng)，制備成固定化酶。 OHO 酶 O D溴化氰法溴化氰法 本方法主要用本方法主要用溴化氰（溴化氰（CNBr）活化多糖類（含有活化多糖類（含有 羥基）物質(zhì)（如纖維素、葡聚糖、瓊脂糖等，其中羥基）物質(zhì)（如纖維素、葡聚糖、瓊脂糖等，其中 以瓊脂糖為載體的占多數(shù)以瓊脂糖為載體的占多數(shù)），生），生 成成亞氨基碳酸衍生物亞氨基碳酸衍生物。 D 溴化氰法溴化氰法 亞氨基碳酸基團在微堿性條件下，可與酶

10、分子上的亞氨基碳酸基團在微堿性條件下，可與酶分子上的 氨基反應(yīng)，制成固定化酶。氨基反應(yīng)，制成固定化酶。 D 溴化氰法溴化氰法 用溴化氰法活化瓊脂糖制備得到的固定化酶目前使用溴化氰法活化瓊脂糖制備得到的固定化酶目前使 用很廣，特別用作親和層析，有著良好的性能。用很廣，特別用作親和層析，有著良好的性能。 共價結(jié)合法中載體的活化方法共價結(jié)合法中載體的活化方法 重氮法重氮法 疊氮法疊氮法 烷基化法烷基化法 溴化氰法溴化氰法 含有苯氨基（含有苯氨基（亞硝酸亞硝酸） 含有酰肼基含有酰肼基/羧基（羧基（亞硝酸亞硝酸） 含有羥基（含有羥基（三氯三嗪等多鹵代物三氯三嗪等多鹵代物） 含有羥基（含有羥基（溴化氰活化

11、溴化氰活化） 2）交聯(lián)法）交聯(lián)法 借助借助雙功能試劑雙功能試劑使使酶分子之間酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成發(fā)生交聯(lián)作用，制成 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法稱為交聯(lián)法。也可用于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法稱為交聯(lián)法。也可用于 含酶菌體或菌體碎片的固定化。含酶菌體或菌體碎片的固定化。 常用試劑：戊二醛、異氰酸酯、常用試劑：戊二醛、異氰酸酯、N，N乙烯馬來亞乙烯馬來亞 胺、雙重氮聯(lián)苯胺等。應(yīng)用最廣泛的是戊二醛，它胺、雙重氮聯(lián)苯胺等。應(yīng)用最廣泛的是戊二醛，它 兩個醛基都可以與酶或蛋白質(zhì)的游離氨基形成席夫兩個醛基都可以與酶或蛋白質(zhì)的游離氨基形成席夫 堿（堿（shiff）。）。 第一篇報道第一篇報道是：戊二醛交聯(lián)羧

12、肽酶得到一種分子間是：戊二醛交聯(lián)羧肽酶得到一種分子間 交聯(lián)的固定化酶。交聯(lián)的固定化酶。 （4）熱處理法）熱處理法 將含酶細胞在一定溫度下加熱處理一段時間，使酶將含酶細胞在一定溫度下加熱處理一段時間，使酶 穩(wěn)定在菌體內(nèi)，而制備得到固定化菌體。穩(wěn)定在菌體內(nèi)，而制備得到固定化菌體。 熱處理法只熱處理法只適用于熱穩(wěn)定性較好的酶適用于熱穩(wěn)定性較好的酶的固定化，在的固定化，在 熱處理時，要嚴格控制好加熱溫度和時間，以免引熱處理時，要嚴格控制好加熱溫度和時間，以免引 起酶的變性失活。起酶的變性失活。 步驟步驟 step 總體積總體積 Volume (ml) 總活力總活力 Total activity (u)

13、 總蛋白總蛋白 Total protein (mg) 比活力比活力 Specific activity (u/mg) 純化倍數(shù)純化倍數(shù) Purification (fold) 收收 率率 Yield (%) 粗酶粗酶1040460070168.1 乙醇沉淀乙醇沉淀9014257410.9 DEAE- Sepharos e柱層析柱層析 11466292.0 HiTrap- Q柱層析柱層析 19422180.3 下表是某酶的純化總結(jié)表，試計算比活力，回收率及純化倍數(shù)。下表是某酶的純化總結(jié)表，試計算比活力，回收率及純化倍數(shù)。 2736.9 13080.2 23314.5 140726.7 1 4.8

14、 8.5 51.4 100 30 10 9 實驗實驗 木瓜蛋白酶的固定化木瓜蛋白酶的固定化 實驗原理：實驗原理： 載體：尼龍載體：尼龍 固定化方法：共價結(jié)合法固定化方法：共價結(jié)合法 尼龍尼龍長鏈中的酰胺鍵經(jīng)長鏈中的酰胺鍵經(jīng)HCl水解后，產(chǎn)生游離的水解后，產(chǎn)生游離的- NH基基，在一定條件下與雙功能試劑，在一定條件下與雙功能試劑戊二醛戊二醛中的一中的一 個個-CHO基縮合，戊二醛中的另一個基縮合，戊二醛中的另一個-CHO基則與基則與 酶中的游離氨基縮合，形成酶中的游離氨基縮合，形成尼龍尼龍(載體載體)-戊二醛戊二醛(交交 聯(lián)劑聯(lián)劑)-酶酶，即尼龍固定化酶。，即尼龍固定化酶。 實驗實驗 木瓜蛋白酶

15、的固定化木瓜蛋白酶的固定化 酶的固定化步驟：酶的固定化步驟： （1）每組?。┟拷M取5塊尼龍布洗凈、晾干，浸入含塊尼龍布洗凈、晾干，浸入含18.6% CaCl2溶液和溶液和18.6%水的甲醇溶液中，在室溫下水的甲醇溶液中，在室溫下 保溫保溫10s左右，并輕輕攪拌至尼龍布發(fā)粘。取出左右，并輕輕攪拌至尼龍布發(fā)粘。取出 后用水沖去污物，用吸水紙吸干。后用水沖去污物，用吸水紙吸干。 （2）將尼龍布用）將尼龍布用3.65mol/L HCl溶液在室溫下水解溶液在室溫下水解 45min，用水洗至，用水洗至pH值中性。值中性。 （3）將尼龍布用）將尼龍布用5%戊二醛溶液在室溫下浸泡偶聯(lián)戊二醛溶液在室溫下浸泡偶聯(lián)

16、 20min。 實驗實驗 木瓜蛋白酶的固定化木瓜蛋白酶的固定化 酶的固定化步驟：酶的固定化步驟： （4）取出尼龍布，用）取出尼龍布，用0.1mol/L 磷酸緩沖液（磷酸緩沖液（pH值值 7.8）反復(fù)洗滌，洗去多余的戊二醛，吸干之后，）反復(fù)洗滌，洗去多余的戊二醛，吸干之后， 立即用酶液（立即用酶液（0.51mg/mL）在）在4下固定下固定3.5h （酶液用量每塊尼龍布不宜超過（酶液用量每塊尼龍布不宜超過0.8mL）。）。 （5）從酶液中取出尼龍布（保留殘余酶液作測定）從酶液中取出尼龍布（保留殘余酶液作測定 用），用用），用0.5mol/L NaCl溶液（用溶液（用0.1mol/L磷酸緩磷酸緩 沖

17、液（沖液（pH值值7.2）配制），洗去多余的酶蛋白，）配制），洗去多余的酶蛋白， 即為尼龍固定化酶。即為尼龍固定化酶。 實驗實驗 木瓜蛋白酶的固定化木瓜蛋白酶的固定化 酶活力測定：酶活力測定： （1）溶液酶活力測定：取）溶液酶活力測定：取0.2mL酶液，加入酶液，加入1.8mL激激 活劑，于活劑，于37下預(yù)熱下預(yù)熱10min，加入，加入37預(yù)熱的預(yù)熱的0.5% 酪蛋白溶液酪蛋白溶液1mL，準確反應(yīng)，準確反應(yīng)10min，然后加入，然后加入10% 三氯乙酸溶液三氯乙酸溶液2.0mL終止酶反應(yīng)。對照管先加入終止酶反應(yīng)。對照管先加入 10%三氯乙酸溶液，后加酪蛋白溶液，其他與測定三氯乙酸溶液，后加酪蛋

18、白溶液，其他與測定 管相同，以管相同，以4000r/min的轉(zhuǎn)速離心的轉(zhuǎn)速離心5min或過濾，取或過濾，取 其上清液于波長其上清液于波長280nm處測定消光值。處測定消光值。 在上述條件下，每在上述條件下，每10min增加增加0.001個消光值為個消光值為 1個酶單位個酶單位(U)(以下同以下同)。 實驗實驗 木瓜蛋白酶的固定化木瓜蛋白酶的固定化 酶活力測定：酶活力測定： （2）殘留酶活力測定：方法同溶液酶活力測定。）殘留酶活力測定：方法同溶液酶活力測定。 （3）固定化酶活力測定：取一塊尼龍布固定化酶，）固定化酶活力測定：取一塊尼龍布固定化酶， 加入加入2.0mL激活劑，其余步驟與溶液酶測定相

19、同。激活劑，其余步驟與溶液酶測定相同。 實驗實驗 木瓜蛋白酶的固定化木瓜蛋白酶的固定化 結(jié)果計算：結(jié)果計算： 固定化酶總活力固定化酶總活力 活力回收活力回收= 100% 溶液酶總活力溶液酶總活力 固定化酶總活力數(shù)固定化酶總活力數(shù) 相對活力相對活力= 100% 溶液酶總活力數(shù)溶液酶總活力數(shù)-殘留酶活力數(shù)殘留酶活力數(shù) 3. 固定化酶的性質(zhì)固定化酶的性質(zhì) （1）固定化后酶活力的變化固定化后酶活力的變化酶活力降低，反應(yīng)速度下降酶活力降低，反應(yīng)速度下降 原因：原因： 1）構(gòu)象改變構(gòu)象改變：酶分子在固定化過程中，空間構(gòu)象會：酶分子在固定化過程中，空間構(gòu)象會 有所變化，甚至影響了活性中心的氨基酸。有所變化，

20、甚至影響了活性中心的氨基酸。 2）空間位阻空間位阻：固定化后，酶分子空間自由度受到限：固定化后，酶分子空間自由度受到限 制（空間位阻），會直接影響到活性中心對底物的制（空間位阻），會直接影響到活性中心對底物的 定位作用。定位作用。 3）內(nèi)擴散作用內(nèi)擴散作用：內(nèi)擴散阻力使底物分子于活性中心：內(nèi)擴散阻力使底物分子于活性中心 的接近受阻。的接近受阻。 4）立體障礙立體障礙：包埋時酶被高分子物質(zhì)包埋，大分子：包埋時酶被高分子物質(zhì)包埋，大分子 不能透過膜與酶接近。不能透過膜與酶接近。 （2）固定化酶的穩(wěn)定性）固定化酶的穩(wěn)定性大多提高大多提高 1）穩(wěn)定性大多提高）穩(wěn)定性大多提高 熱穩(wěn)定性大多提高，有些反而

21、下降熱穩(wěn)定性大多提高，有些反而下降 對各種有機試劑及酶抑制劑的穩(wěn)定性提高對各種有機試劑及酶抑制劑的穩(wěn)定性提高 對不同對不同pH（酸度）穩(wěn)定性，對分解酶的穩(wěn)定性、（酸度）穩(wěn)定性，對分解酶的穩(wěn)定性、 貯存穩(wěn)定性和操作穩(wěn)定性提高。貯存穩(wěn)定性和操作穩(wěn)定性提高。 2）穩(wěn)定性提高的原因）穩(wěn)定性提高的原因 固定化后，酶分子與載體多點連接，可防止酶分子固定化后，酶分子與載體多點連接，可防止酶分子 伸展變形；伸展變形； 酶活力的緩慢釋放；酶活力的緩慢釋放； 抑制自降解，提高了酶穩(wěn)定性。抑制自降解，提高了酶穩(wěn)定性。 青霉素?；福汗潭ɑ冈谇嗝顾仵；福汗潭ɑ冈趐H5.510.3穩(wěn)定，穩(wěn)定， 游離酶僅在游離酶僅

22、在pH7.09.0穩(wěn)定。穩(wěn)定。 （3）固定化酶的最適溫度變化）固定化酶的最適溫度變化可能提高可能提高 固定化酶的最適作用溫度一般與游離酶固定化酶的最適作用溫度一般與游離酶差不多差不多，活，活 化能變化也不大，有些會發(fā)生變化；化能變化也不大，有些會發(fā)生變化； 由于固定化，酶的熱穩(wěn)定性提高，所以最適溫度也由于固定化，酶的熱穩(wěn)定性提高，所以最適溫度也 隨之提高；隨之提高； 固定化酶的最適作用溫度可能會受到固定化方法和固定化酶的最適作用溫度可能會受到固定化方法和 固定化載體的影響。固定化載體的影響。 （4）固定化酶的最適）固定化酶的最適pH發(fā)生改變發(fā)生改變 酶經(jīng)固定化后，對底物作用的最適酶經(jīng)固定化后，

23、對底物作用的最適pH和酶活力和酶活力-pH 曲線常常發(fā)生偏移；曲線常常發(fā)生偏移； 2）載體性質(zhì)對最適）載體性質(zhì)對最適pH的影響；的影響； 一般用帶負電荷載體（陰離子聚合物）制備的固定一般用帶負電荷載體（陰離子聚合物）制備的固定 化酶，其最適化酶，其最適pH。 一般用帶正電荷載體（陽離子聚合物）制備的固定一般用帶正電荷載體（陽離子聚合物）制備的固定 化酶，其最適化酶，其最適pH。 1）pH對酶活性的影響：對酶活性的影響： 改變酶的空間構(gòu)象改變酶的空間構(gòu)象 影響酶的催化基團的解離影響酶的催化基團的解離 影響酶的結(jié)合基團的解離影響酶的結(jié)合基團的解離 改變底物的解離狀態(tài)，酶與底物不能結(jié)合或結(jié)合改變底物

24、的解離狀態(tài)，酶與底物不能結(jié)合或結(jié)合 后不能生成產(chǎn)物。后不能生成產(chǎn)物。 3）產(chǎn)物性質(zhì)對最適）產(chǎn)物性質(zhì)對最適pH的影響；的影響； 產(chǎn)物酸性，其最適產(chǎn)物酸性，其最適pH。 產(chǎn)物堿性，其最適產(chǎn)物堿性，其最適pH。 產(chǎn)物中性，其最適產(chǎn)物中性，其最適pH不變不變。 （5）底物特異性）底物特異性發(fā)生改變發(fā)生改變 對對作用于低分子底物的酶作用于低分子底物的酶，固定化前后的底物特異，固定化前后的底物特異 性性沒有明顯變化沒有明顯變化； 對于對于可作用于大分子底物，又可作用于小分子底物可作用于大分子底物，又可作用于小分子底物 的酶的酶，固定化酶的底物特異性往往會，固定化酶的底物特異性往往會發(fā)生變化發(fā)生變化。 固定

25、化酶底物特異性的改變，是由于載體的空間位固定化酶底物特異性的改變，是由于載體的空間位 阻作用引起的。阻作用引起的。 （6）固定化酶的米氏常數(shù)（）固定化酶的米氏常數(shù)（Km）發(fā)生改變發(fā)生改變 當(dāng)酶結(jié)合于電中性載體時，由于擴散限制，造成表當(dāng)酶結(jié)合于電中性載體時，由于擴散限制，造成表 觀觀Km； 由于高級結(jié)構(gòu)變化及載體影響引起酶與底物親和力由于高級結(jié)構(gòu)變化及載體影響引起酶與底物親和力 變化，從而使變化，從而使Km變化。當(dāng)載體與底物電荷相反，變化。當(dāng)載體與底物電荷相反， 固定化酶的表觀固定化酶的表觀Km；當(dāng)載體與底物電荷相同，；當(dāng)載體與底物電荷相同， 固定化酶的表觀固定化酶的表觀Km顯著增加。顯著增加。

26、 Km值又受載體的疏水性及溶液中離子強度的影響。值又受載體的疏水性及溶液中離子強度的影響。 改變改變 可能改變可能改變 發(fā)生變化發(fā)生變化 固定化酶的性質(zhì)固定化酶的性質(zhì) 固定化酶固定化酶活力活力 固定化酶的固定化酶的穩(wěn)定性穩(wěn)定性 固定化酶的固定化酶的最適溫度最適溫度 固定化酶的固定化酶的最適最適pH 固定化酶的固定化酶的底物特異性底物特異性 固定化酶的固定化酶的米氏常數(shù)（米氏常數(shù)（Km） 活力活力降低降低 大多大多提高提高 可能可能提高提高 載體性質(zhì)載體性質(zhì) 帶負電荷：固定化酶帶負電荷：固定化酶pHpH 帶正電荷：固定化酶帶正電荷：固定化酶pHpH 產(chǎn)物性質(zhì)產(chǎn)物性質(zhì) 產(chǎn)物酸性：固定化酶產(chǎn)物酸性：

27、固定化酶pHpH 產(chǎn)物堿性：固定化酶產(chǎn)物堿性：固定化酶pHpH 產(chǎn)物中性：固定化酶產(chǎn)物中性：固定化酶pHpH不變不變 作用于小分子底物的酶作用于小分子底物的酶 不變不變 可作用于小分子及大分子可作用于小分子及大分子 底物的酶改變底物的酶改變 載體與底物電荷相反載體與底物電荷相反 Km降低降低 載體與底物電荷相同載體與底物電荷相同 Km升高升高 5.4 細胞和原生質(zhì)體固定化細胞和原生質(zhì)體固定化 1、細胞固定化、細胞固定化 細胞的固定化細胞的固定化：通過各種方法將：通過各種方法將細胞細胞與與水不溶性載水不溶性載 體體結(jié)合，制備固定化細胞的過程。結(jié)合，制備固定化細胞的過程。 固定化細胞固定化細胞：指

28、被：指被限制自由移動限制自由移動的細胞，即細胞受的細胞，即細胞受 到物理、化學(xué)等因素的約束或限制在一定的空間界到物理、化學(xué)等因素的約束或限制在一定的空間界 限內(nèi)，但細胞仍保留催化活性并具有能反復(fù)或連續(xù)限內(nèi)，但細胞仍保留催化活性并具有能反復(fù)或連續(xù) 適用的活力。適用的活力。 （1） 固定化細胞的分類固定化細胞的分類 按細胞類型分類按細胞類型分類 固定化固定化微生物微生物細胞細胞 固定化固定化植物植物細胞細胞 固定化固定化動物動物細胞細胞 按生理狀態(tài)分按生理狀態(tài)分 固定化固定化死死細胞細胞 固定化固定化活活細胞細胞 u固定化固定化靜止靜止細胞和細胞和饑餓饑餓細胞細胞 u固定化固定化生長生長細胞（細胞

29、（增殖增殖細胞）細胞） ：完整細胞、細胞碎片、細胞器：完整細胞、細胞碎片、細胞器：較適合于單酶反應(yīng)：較適合于單酶反應(yīng) ：更適合于多酶反應(yīng)：更適合于多酶反應(yīng) （2）固定化（增殖）細胞的優(yōu)點和缺點）固定化（增殖）細胞的優(yōu)點和缺點 優(yōu)點優(yōu)點 .有利于提高細胞的存活率和穩(wěn)定性；有利于提高細胞的存活率和穩(wěn)定性； .縮短發(fā)酵周期，提高生產(chǎn)能力（產(chǎn)率）；縮短發(fā)酵周期，提高生產(chǎn)能力（產(chǎn)率）； .提高發(fā)酵穩(wěn)定性，可在較長時間內(nèi)反復(fù)和連續(xù)使提高發(fā)酵穩(wěn)定性，可在較長時間內(nèi)反復(fù)和連續(xù)使 用；用； .易與培養(yǎng)液與產(chǎn)物分開，利于產(chǎn)品的分離純化，易與培養(yǎng)液與產(chǎn)物分開，利于產(chǎn)品的分離純化， 提高產(chǎn)品質(zhì)量。提高產(chǎn)品質(zhì)量。 （2

30、）固定化（增殖）細胞的優(yōu)點和缺點）固定化（增殖）細胞的優(yōu)點和缺點 缺點缺點 .利用的僅是利用的僅是胞內(nèi)酶胞內(nèi)酶，副產(chǎn)物多；，副產(chǎn)物多； .細胞膜、細胞壁及載體存在細胞膜、細胞壁及載體存在擴散限制擴散限制作用；作用； .載體形成的載體形成的孔隙孔隙大小影響高分子底物和產(chǎn)物的通大小影響高分子底物和產(chǎn)物的通 透性。透性。 （3）固定化細胞的制備（）固定化細胞的制備（P169-178） 一般說，對于一步和兩步反應(yīng)的轉(zhuǎn)化過程，用固定一般說，對于一步和兩步反應(yīng)的轉(zhuǎn)化過程，用固定 化酶較合適；對多步轉(zhuǎn)化，采用整體細胞有利?；篙^合適；對多步轉(zhuǎn)化，采用整體細胞有利。 固定固定 方法方法 吸附法吸附法 包埋法包

31、埋法 ：制備固定化細胞的主要方法。：制備固定化細胞的主要方法。 ：凝膠包埋法是應(yīng)用最廣泛的方法。：凝膠包埋法是應(yīng)用最廣泛的方法。 瓊脂凝膠包埋法瓊脂凝膠包埋法 海藻酸鈣凝膠包埋法海藻酸鈣凝膠包埋法 角叉菜膠包埋法角叉菜膠包埋法 明膠包埋法明膠包埋法 聚丙烯酰胺凝膠包埋法聚丙烯酰胺凝膠包埋法 光交聯(lián)樹脂包埋法光交聯(lián)樹脂包埋法 研究熱點研究熱點光交聯(lián)樹脂包埋法光交聯(lián)樹脂包埋法 例：相對分子量為例：相對分子量為1000-3000的光交聯(lián)聚氨酯預(yù)聚物等，的光交聯(lián)聚氨酯預(yù)聚物等， 加入加入1%左右的光敏劑，加水配成一定濃度，加熱至左右的光敏劑，加水配成一定濃度，加熱至 50，然后與一定濃度的細胞懸浮液混

32、合均勻，攤成，然后與一定濃度的細胞懸浮液混合均勻，攤成 一定厚度的薄層，用紫外照射一定厚度的薄層，用紫外照射3min，就可制得。，就可制得。 活性炭固定化產(chǎn)脂肪酶的發(fā)酵性絲孢酵母細胞的研究活性炭固定化產(chǎn)脂肪酶的發(fā)酵性絲孢酵母細胞的研究 摘要：以活性碳為載體，采用吸附培養(yǎng)的方法將發(fā)摘要：以活性碳為載體，采用吸附培養(yǎng)的方法將發(fā) 酵性絲孢酵母細胞固定化，確定了吸附培養(yǎng)固定化酵性絲孢酵母細胞固定化，確定了吸附培養(yǎng)固定化 的適宜條件，并測定了固定化細胞的保存穩(wěn)定性和的適宜條件，并測定了固定化細胞的保存穩(wěn)定性和 使用穩(wěn)定性。使用穩(wěn)定性。 結(jié)果表明，在結(jié)果表明，在100mL發(fā)酵培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)基中(250m

33、L搖瓶搖瓶)添添 加加1.0 g活性碳于活性碳于30、160 r/min吸附培養(yǎng)吸附培養(yǎng)48h，可，可 吸附較多細胞。將固定化細胞于吸附較多細胞。將固定化細胞于40保存保存30 d脂肪脂肪 酶活力無明顯下降。用固定化細胞催化人豆油轉(zhuǎn)酯酶活力無明顯下降。用固定化細胞催化人豆油轉(zhuǎn)酯 化反應(yīng)，連續(xù)催化化反應(yīng)，連續(xù)催化5批后酯化率仍超過批后酯化率仍超過50。 載體的預(yù)處理載體的預(yù)處理 將一定量活性炭顆粒置于將一定量活性炭顆粒置于lmol/L HCl溶液中，于溶液中，于 50攪拌攪拌1h后除去酸液，用去離子水反復(fù)沖洗至洗后除去酸液，用去離子水反復(fù)沖洗至洗 液液pH值為中性，然后于值為中性，然后于130烘

34、干待用。烘干待用。 固定化細胞的吸附培養(yǎng)與處理固定化細胞的吸附培養(yǎng)與處理 在在l00mL發(fā)酵培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)基中(250mL搖瓶搖瓶)加入一定量經(jīng)加入一定量經(jīng) 預(yù)處理的載體，接入預(yù)處理的載體，接入10的液體種子，于的液體種子，于30、 160r/min搖床發(fā)酵，濾出載體，用去離子水和搖床發(fā)酵，濾出載體，用去離子水和 50mmol/L磷酸緩沖液磷酸緩沖液(pH 7.0)洗滌洗滌3次，風(fēng)干制得次，風(fēng)干制得 固定化細胞。固定化細胞。 固定化細胞的保存穩(wěn)定性固定化細胞的保存穩(wěn)定性 將固定化細胞置于將固定化細胞置于4保存，定期取樣測定胞內(nèi)脂保存，定期取樣測定胞內(nèi)脂 肪酶活力，以游離細胞作對照舊。肪酶活力

35、，以游離細胞作對照舊。 固定化細胞的使用穩(wěn)定性固定化細胞的使用穩(wěn)定性 用固定化細胞催化大豆油進行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，每反應(yīng)用固定化細胞催化大豆油進行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，每反應(yīng) 一批后，回收固定化細胞，用丙酮充分洗滌，風(fēng)干，一批后，回收固定化細胞，用丙酮充分洗滌，風(fēng)干， 加入新的反應(yīng)體系中，繼續(xù)進行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)。加入新的反應(yīng)體系中，繼續(xù)進行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)。 5.4 細胞和原生質(zhì)體固定化細胞和原生質(zhì)體固定化 2. 原生質(zhì)體的固定化原生質(zhì)體的固定化 （1）原生質(zhì)體的制備）原生質(zhì)體的制備 1）制備過程）制備過程 將將對數(shù)生長期對數(shù)生長期的細胞收集的細胞收集懸浮在含有懸浮在含有滲透壓穩(wěn)滲透壓穩(wěn) 定劑定劑的高滲緩沖液中的高滲緩

36、沖液中加入加入水解水解酶酶分離分離得到得到 原生質(zhì)體原生質(zhì)體 2）細胞壁水解酶）細胞壁水解酶 細菌：溶菌酶細菌：溶菌酶 酵母菌：蝸牛消化酶酵母菌：蝸牛消化酶 霉菌：幾丁質(zhì)酶霉菌：幾丁質(zhì)酶 植物：纖維素酶，果膠酶植物：纖維素酶，果膠酶 （2）原生質(zhì)體固定化）原生質(zhì)體固定化 將原生質(zhì)替制備好后，把離心收集到的原生質(zhì)體重將原生質(zhì)替制備好后，把離心收集到的原生質(zhì)體重 新懸浮在含有滲透壓穩(wěn)定劑的緩沖液中，配成一定新懸浮在含有滲透壓穩(wěn)定劑的緩沖液中，配成一定 濃度的原生質(zhì)體懸浮液，然后采用濃度的原生質(zhì)體懸浮液，然后采用包埋法包埋法制成固定制成固定 化原生質(zhì)體。化原生質(zhì)體。 （3）固定化原生質(zhì)體的特點）固定

37、化原生質(zhì)體的特點 1）增加細胞的通透性增加細胞的通透性，利于氧氣及營養(yǎng)物質(zhì)的傳遞，利于氧氣及營養(yǎng)物質(zhì)的傳遞 和吸收，利于胞內(nèi)產(chǎn)物的釋放，可顯著提高產(chǎn)率。和吸收，利于胞內(nèi)產(chǎn)物的釋放，可顯著提高產(chǎn)率。 2）有）有載體的保護作用載體的保護作用，具有較好的操作穩(wěn)定性和保，具有較好的操作穩(wěn)定性和保 存穩(wěn)定性，可反復(fù)使用或連續(xù)使用較長時間，利于存穩(wěn)定性，可反復(fù)使用或連續(xù)使用較長時間，利于 連續(xù)化生產(chǎn)。連續(xù)化生產(chǎn)。 3）易與發(fā)酵產(chǎn)物分開易與發(fā)酵產(chǎn)物分開，有利于產(chǎn)物的分離純化，提，有利于產(chǎn)物的分離純化，提 高產(chǎn)品質(zhì)量。高產(chǎn)品質(zhì)量。 4）固定化原生質(zhì)體發(fā)酵的培養(yǎng)基中需添加）固定化原生質(zhì)體發(fā)酵的培養(yǎng)基中需添加滲透

38、壓穩(wěn)滲透壓穩(wěn) 定劑定劑，以保持原生質(zhì)體的穩(wěn)定性。，以保持原生質(zhì)體的穩(wěn)定性。 輔酶、細胞及原生質(zhì)體的固定化方法輔酶、細胞及原生質(zhì)體的固定化方法 輔酶輔酶 多采用共價結(jié)合法多采用共價結(jié)合法 細胞細胞 吸附法吸附法 凝膠包埋法凝膠包埋法 原生質(zhì)體原生質(zhì)體 包埋法包埋法 上節(jié)課主要內(nèi)容上節(jié)課主要內(nèi)容 固定化酶的性質(zhì)固定化酶的性質(zhì) 輔酶的固定化輔酶的固定化 細胞及原生質(zhì)體的固定化細胞及原生質(zhì)體的固定化 改變改變 可能改變可能改變 發(fā)生變化發(fā)生變化 固定化酶的性質(zhì)固定化酶的性質(zhì) 固定化酶固定化酶活力活力 固定化酶的固定化酶的穩(wěn)定性穩(wěn)定性 固定化酶的固定化酶的最適溫度最適溫度 固定化酶的固定化酶的最適最適p

39、H 固定化酶的固定化酶的底物特異性底物特異性 固定化酶的固定化酶的米氏常數(shù)（米氏常數(shù)（Km） 活力活力降低降低 大多大多提高提高 可能可能提高提高 載體性質(zhì)載體性質(zhì) 帶負電荷：固定化酶帶負電荷：固定化酶pHpH 帶正電荷：固定化酶帶正電荷：固定化酶pHpH 產(chǎn)物性質(zhì)產(chǎn)物性質(zhì) 產(chǎn)物酸性：固定化酶產(chǎn)物酸性：固定化酶pHpH 產(chǎn)物堿性：固定化酶產(chǎn)物堿性：固定化酶pHpH 產(chǎn)物中性：固定化酶產(chǎn)物中性：固定化酶pHpH不變不變 作用于小分子底物的酶作用于小分子底物的酶 不變不變 可作用于小分子及大分子可作用于小分子及大分子 底物的酶改變底物的酶改變 載體與底物電荷相反載體與底物電荷相反 Km降低降低 載

40、體與底物電荷相同載體與底物電荷相同 Km升高升高 輔酶、細胞及原生質(zhì)體的固定化方法輔酶、細胞及原生質(zhì)體的固定化方法 輔酶輔酶 多采用共價結(jié)合法多采用共價結(jié)合法 細胞細胞 吸附法吸附法 凝膠包埋法凝膠包埋法 原生質(zhì)體原生質(zhì)體 包埋法包埋法 評價固定化酶（細胞）的指標評價固定化酶（細胞）的指標 1、固定化酶（細胞）的活力、固定化酶（細胞）的活力 2、偶聯(lián)率及相對活力、偶聯(lián)率及相對活力 3、固定化酶（細胞）的半衰期、固定化酶（細胞）的半衰期 5.5 固定化酶（細胞）的應(yīng)用固定化酶（細胞）的應(yīng)用 固定化酶在固定化酶在基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論研究中應(yīng)用研究中應(yīng)用 固定化酶和固定化酶和親和色譜親和色譜 固定化酶（

41、細胞）在固定化酶（細胞）在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用上的應(yīng)用 固定化酶在固定化酶在醫(yī)藥治療醫(yī)藥治療上的應(yīng)用上的應(yīng)用 固定化酶在固定化酶在分析化學(xué)分析化學(xué)中應(yīng)用中應(yīng)用 固定化酶與固定化酶與環(huán)境保護環(huán)境保護 固定化酶在固定化酶在新能源開發(fā)新能源開發(fā)中的應(yīng)用中的應(yīng)用 1. 在基礎(chǔ)理論研究中的應(yīng)用在基礎(chǔ)理論研究中的應(yīng)用 （1）闡明酶反應(yīng)的機理）闡明酶反應(yīng)的機理 在多酶反應(yīng)中，將酶固定化后裝成酶柱，說明在多酶反應(yīng)中，將酶固定化后裝成酶柱，說明 每一個酶的作用。每一個酶的作用。 （2）酶亞基性質(zhì)的研究）酶亞基性質(zhì)的研究 采用固定化方法，控制一定的條件，使多亞基采用固定化方法，控制一定的條件，使多亞基 酶

42、中只有一個亞基與載體相連，再通過一定的酶中只有一個亞基與載體相連，再通過一定的 方法，除去未被固定的亞基，從而研究單亞基方法，除去未被固定的亞基，從而研究單亞基 的性質(zhì)。的性質(zhì)。 己糖激酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸 果糖-6-磷酸 磷酸葡萄糖異構(gòu)酶磷酸果糖激酶 果糖-1,6-二磷酸 醛縮酶 3-磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮 活化載體活化載體 載載 體體 + 活化活化 + 例如：醛縮酶亞基活力的測定例如：醛縮酶亞基活力的測定 8mol/L尿素尿素 透析透析 醛縮酶亞基活力測定醛縮酶亞基活力測定 固定化衍生物固定化衍生物活力活力/U蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)/mg比活力比活力/Umg-1 全酶全酶1001004.5

43、亞基亞基9.827.51.6 （3）揭示酶原激活機理）揭示酶原激活機理 有時酶原激活并不涉及蛋白水解。有時酶原激活并不涉及蛋白水解。 如：酪氨酸酶，固定化后，不需水解就可活化至如：酪氨酸酶，固定化后，不需水解就可活化至 天然酶活的天然酶活的2030。 說明蛋白酶結(jié)構(gòu)重排后可激活酶的一些活力。說明蛋白酶結(jié)構(gòu)重排后可激活酶的一些活力。 （4）研究蛋白質(zhì)）研究蛋白質(zhì)-核酸分子結(jié)構(gòu)核酸分子結(jié)構(gòu) 如：用雙功能試劑測定酶側(cè)鏈基團之間的距離；如：用雙功能試劑測定酶側(cè)鏈基團之間的距離； 用交聯(lián)法分析寡聚蛋白的四級結(jié)構(gòu)。用交聯(lián)法分析寡聚蛋白的四級結(jié)構(gòu)。 2. 親和分離系統(tǒng)親和分離系統(tǒng) （1）生物親和技術(shù)的基礎(chǔ)：

44、生物活性化合物特異性）生物親和技術(shù)的基礎(chǔ)：生物活性化合物特異性 信息的綜合。信息的綜合。 （2）親和分離）親和分離 利用生命現(xiàn)象中生物分子間特有的利用生命現(xiàn)象中生物分子間特有的高親和力高親和力、高專高專 一性一性，可逆結(jié)合可逆結(jié)合而設(shè)計的一種十分巧妙的純化方法，而設(shè)計的一種十分巧妙的純化方法， 是唯一的一種能夠體現(xiàn)待分離物質(zhì)間生物學(xué)功能差是唯一的一種能夠體現(xiàn)待分離物質(zhì)間生物學(xué)功能差 異的分離方法。異的分離方法。 （3）親和分離種類）親和分離種類 1）將某種作為配基的生物分子偶聯(lián)于固相載體上制）將某種作為配基的生物分子偶聯(lián)于固相載體上制 成親和吸附劑，用作色譜的填充劑來分離與之特異成親和吸附劑，

45、用作色譜的填充劑來分離與之特異 結(jié)合的配體，然后將配體洗脫下來并回收結(jié)合的配體，然后將配體洗脫下來并回收-親和色親和色 譜法。譜法。 2）將配基偶聯(lián)于載體上，用于選擇性地去除某些污）將配基偶聯(lián)于載體上，用于選擇性地去除某些污 染物。染物。 3）將細胞表面抗原分子對應(yīng)的抗體偶聯(lián)于載體上用）將細胞表面抗原分子對應(yīng)的抗體偶聯(lián)于載體上用 于細胞的標記、分離及性質(zhì)研究。于細胞的標記、分離及性質(zhì)研究。 （4）應(yīng)用）應(yīng)用 1）物質(zhì)分離）物質(zhì)分離 2）微量物質(zhì)的分析）微量物質(zhì)的分析 3）肽庫及抗體庫的篩選）肽庫及抗體庫的篩選 4）制藥工業(yè)（親和色譜用于藥用重組蛋白的純化）制藥工業(yè)（親和色譜用于藥用重組蛋白的純

46、化） 5）核酸分離（堿基配對）核酸分離（堿基配對） 色譜 固定化金屬離子親和色譜法純化豬銅鋅超氧化物歧化酶 以Cu+-Sepharose 4B固定化金屬離子親和色譜法純 化豬銅鋅超氧化物歧化酶，考察丁不同的洗脫緩沖 溶液及其pH 對純化效率的影響，顯示了方法的有 效性。 色譜 固定化銅離子親和膜色譜柱吸附血紅蛋白的研究 將纖維素濾紙進行堿處理及環(huán)氧活化、偶聯(lián)亞氨基 二乙酸、固定化銅離子等處理，并將其裝入自制的 色譜柱管，制得固定化銅離子親和膜色譜柱。該柱 可用于吸附血紅蛋白(hemoglobin，Hb)，吸附率可 達到90以上。 3. 藥物控釋載體藥物控釋載體 從從時間時間和和空間空間分布上控

47、制藥物的釋放。分布上控制藥物的釋放。 （1）一些藥物不能用于臨床的原因）一些藥物不能用于臨床的原因 1）很多藥物尤其是蛋白質(zhì)類藥物，口服易被胃酸破）很多藥物尤其是蛋白質(zhì)類藥物，口服易被胃酸破 壞或沉淀。壞或沉淀。 2）單純注射后瞬時血藥濃度提高，但馬上被肝臟及）單純注射后瞬時血藥濃度提高，但馬上被肝臟及 血液中的酶系統(tǒng)所消除，需要反復(fù)注射，不僅增加血液中的酶系統(tǒng)所消除，需要反復(fù)注射，不僅增加 治療費用，而且增加感染的機會。治療費用，而且增加感染的機會。 3）腫瘤化療用細胞毒性物質(zhì)選擇性較差，全身毒副）腫瘤化療用細胞毒性物質(zhì)選擇性較差，全身毒副 作用嚴重。作用嚴重。 4）有些藥物親水性強，難于穿

48、過細胞膜。）有些藥物親水性強，難于穿過細胞膜。 5）蛋白質(zhì)類藥物易引起免疫反應(yīng)。）蛋白質(zhì)類藥物易引起免疫反應(yīng)。 6）很多藥物穩(wěn)定性差，不耐貯存。）很多藥物穩(wěn)定性差，不耐貯存。 藥物控制釋放技術(shù)：將藥物或其他的活性物質(zhì)與適當(dāng) 的載體按一定的形式制成制劑，控制藥物在人體內(nèi)吸 收、代謝以及排泄的過程。使藥物按設(shè)計的劑量，在 要求的時間范圍內(nèi)以一定的模式在體內(nèi)釋放或使藥物 在指定部位釋放而達到治療某種疾病的目的。 （2）解決方法）解決方法 1）聚合物修飾）聚合物修飾 多用于多用于蛋白質(zhì)類藥物蛋白質(zhì)類藥物。這類藥物生物半衰期短，免。這類藥物生物半衰期短，免 疫性強，可用適當(dāng)?shù)乃苄愿叻肿泳酆衔锛右孕揎椧?/p>

49、性強，可用適當(dāng)?shù)乃苄愿叻肿泳酆衔锛右孕揎?以改善其性能。以改善其性能。 2）凝膠包埋）凝膠包埋 希望藥物能夠較長時間內(nèi)維持一個穩(wěn)定濃度希望藥物能夠較長時間內(nèi)維持一個穩(wěn)定濃度 用生物相容性好的高分子聚合物與藥物混合制成含用生物相容性好的高分子聚合物與藥物混合制成含 有藥物的凝膠，植入人體內(nèi)特定部位，以達到緩釋有藥物的凝膠，植入人體內(nèi)特定部位，以達到緩釋 給藥效果。給藥效果。 3）微球制劑）微球制劑 用高聚物微球用高聚物微球包埋包埋或或化學(xué)偶聯(lián)化學(xué)偶聯(lián)藥物可制成微球制劑，藥物可制成微球制劑， 它具有靶向性、緩釋性及減少抗藥性等特點。微球它具有靶向性、緩釋性及減少抗藥性等特點。微球 與靶細胞接觸，

50、可以通過胞飲進入胞內(nèi)發(fā)生作用，與靶細胞接觸，可以通過胞飲進入胞內(nèi)發(fā)生作用， 不影響細胞膜通透性，不會產(chǎn)生抗藥性。不影響細胞膜通透性，不會產(chǎn)生抗藥性。 4）脂質(zhì)體）脂質(zhì)體 脂質(zhì)體是磷脂雙分子層在水溶液中自發(fā)形成的超微脂質(zhì)體是磷脂雙分子層在水溶液中自發(fā)形成的超微 型中空小泡，具有靶向性、長效性。并且可以通過型中空小泡，具有靶向性、長效性。并且可以通過 胞飲作用胞內(nèi)釋放藥物，從而避免抗藥性；此外還胞飲作用胞內(nèi)釋放藥物，從而避免抗藥性；此外還 具有更好的生物相容性和可生物降解性，并且無毒具有更好的生物相容性和可生物降解性，并且無毒 性，無免疫原性。性，無免疫原性。 5）導(dǎo)向藥物）導(dǎo)向藥物 導(dǎo)向藥物具有

51、主動靶向性，將針對腫瘤細胞的單克導(dǎo)向藥物具有主動靶向性，將針對腫瘤細胞的單克 隆抗體與化療藥物化學(xué)偶聯(lián)，可以直接作用于腫瘤隆抗體與化療藥物化學(xué)偶聯(lián)，可以直接作用于腫瘤 細胞而產(chǎn)生殺傷作用，并且降低全身毒性。細胞而產(chǎn)生殺傷作用，并且降低全身毒性。 高分子通報 生物可降解聚酯用作蛋白質(zhì)藥物控釋載體 聚乳酸PLA及乳酸與羥基乙酸的共聚物PLGA，由于其良好 的生物相容性以及生物降解性，可用作蛋白質(zhì)類藥物控釋 體系的載體材料，同時可延長蛋白質(zhì)藥物的釋放。 本文綜述了幾種生物相容性聚酯及其衍生物以及它們的形 成方法：(1)在PLGA的分子鏈中引入親水性的含醚鍵的分子 如PEO、PEG，來提高聚合物的親水

52、性，形成PLGA嵌段共 聚物；(2)將細胞可接受的片段或多肽固定在聚合物支架表 面，來增強PLGA與細胞間的粘附力，得到靶向的PLGA衍 生物；(3)改變PLGA載體內(nèi)的酸性環(huán)境，提高蛋白質(zhì)藥物在 載體中的穩(wěn)定性，發(fā)展了支化聚酯PVA-g-PLGA，并得到均 速的藥物釋放。以上這些方法所得到的聚酯及其衍生物， 均可作為蛋白質(zhì)類藥物安全、可靠的載體材料。 4. 生物傳感器生物傳感器 由固定化酶（或細胞、細胞器等）與適當(dāng)?shù)膿Q能器由固定化酶（或細胞、細胞器等）與適當(dāng)?shù)膿Q能器 （電極、場效應(yīng)管、離子選擇場效應(yīng)管等）密切結(jié)（電極、場效應(yīng)管、離子選擇場效應(yīng)管等）密切結(jié) 合而構(gòu)成的分析系統(tǒng)，由感受器、換能器

53、和電子線合而構(gòu)成的分析系統(tǒng)，由感受器、換能器和電子線 路三部分組成。路三部分組成。 應(yīng)用：葡萄糖氧化酶電極，青霉素酶電極應(yīng)用：葡萄糖氧化酶電極，青霉素酶電極 Pellinen等研究了一種發(fā)光的大腸桿菌(Escherichia coli K12)用于測量魚肉樣品中四環(huán)素等抗菌素的含 量。 該生物傳感器是將一種帶熒光素酶操縱子的質(zhì)粒導(dǎo) 人大腸桿菌中，可檢測魚肉中的四環(huán)素和土霉素的 濃度，測量極限分別為20 ng kg-1 和50 ng kg-1 。 5. 其他方面的應(yīng)用其他方面的應(yīng)用（P165-169，172-174，176，178，181） （1）工業(yè)催化劑）工業(yè)催化劑 （2）工程菌的培養(yǎng)）工程菌的培養(yǎng) （3）化學(xué)分析和臨床診斷）化學(xué)分析和臨床診斷 （4）臨床治療）臨床治療 （5）環(huán)境中微量有毒物質(zhì)的含量測定，進行環(huán)境監(jiān)）環(huán)境中微量有毒物質(zhì)的含量測定，進行環(huán)境監(jiān) 測測 （6）新化學(xué)能源的開發(fā)）新化學(xué)能源的開發(fā) 固定化酶在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用固定化酶在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用 產(chǎn) 物 酶或細胞 固定化方法 原 料 L-氨基酸 果糖漿 6APA L-門冬氨酸 L-蘋果酸 低乳糖牛奶 乳糖 干蛋白