超聲波在酶催化中應(yīng)用

1、關(guān)于超聲波在酶催化中的應(yīng)用第一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月主講內(nèi)容超聲波的定義及特性超聲波的生物學(xué)效應(yīng)（作用機(jī)制）超聲波技術(shù)應(yīng)用于酶催化的研究背景超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用超聲波技術(shù)在酶催化中的研究及應(yīng)用前景展望第二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波的定義及特性什么是超聲波（ultrasound）： 超聲波是聲波大家族中的一員。聲波是物體機(jī)械振動狀態(tài)（或能量）的傳播形式。 超聲波是指振動頻率大于20KHz以上的,其每秒的振動次數(shù)（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。 超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點都是一種機(jī)

2、械振動，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點是超聲頻率高，波長短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性 。第三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波的定義及特性超聲波的特性：（1） 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。（2） 超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量。（3） 超聲波會產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。（4） 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時，可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。 第四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波的生物學(xué)效應(yīng)（作用機(jī)制）作用機(jī)制主要包括以下三個：機(jī)械力學(xué)作用熱力學(xué)作用空化作用第五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2

3、022年6月超聲波的生物學(xué)效應(yīng)（作用機(jī)制）機(jī)械力學(xué)作用： 超聲波在媒質(zhì)中傳播，意味著超聲波在其傳播空間內(nèi)使媒質(zhì)質(zhì)點進(jìn)入振動狀態(tài) 。 超聲波在生物介質(zhì)中疏密相間的傳播，引起組織細(xì)胞容積變化及細(xì)胞液，反應(yīng)介質(zhì)的流動，產(chǎn)生的沖擊波和微射流等能增加傳質(zhì)速度，提高分子間的碰撞幾率，促進(jìn)酶解反應(yīng)，從而加快組織、細(xì)胞代謝作用。第六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波的生物學(xué)效應(yīng)（作用機(jī)制）熱力學(xué)作用： 當(dāng)超聲波束通過機(jī)體組織介質(zhì)時，介質(zhì)中的摩擦力可對超聲引起的分子振動發(fā)生阻抗，部分超聲能被吸收并轉(zhuǎn)化為熱。 合適強(qiáng)度的超聲波在機(jī)體組織內(nèi)傳播時，一部分能量被組織吸收由機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能，由于不同組織細(xì)

4、胞吸收熱量不同可產(chǎn)生局部高溫、高壓，形成胞內(nèi)物質(zhì)的微流、渦流，促進(jìn)物質(zhì)的擴(kuò)散與傳輸，有利于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，加速細(xì)胞新陳代謝等。 強(qiáng)度低、作用時間久的超聲主要產(chǎn)生熱效應(yīng)。第七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波的生物學(xué)效應(yīng)（作用機(jī)制）空化作用： 這是超聲波通過暴露介質(zhì)中原先存在的氣體核或微氣泡而產(chǎn)生的作用效應(yīng)，包括:(1)穩(wěn)態(tài)空化或非崩潰性空化;(2)瞬態(tài)空化或崩潰性空化。 適宜的超聲波在組織液或液體中傳播時可產(chǎn)生乳化作用或激活氣泡，使物質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)形態(tài)改變，增加細(xì)胞膜、細(xì)胞壁的通透性，利于胞內(nèi)、外物質(zhì)的流通；或使酶的活性中心更加暴露，促進(jìn)酶與底物的結(jié)合，利于酶促反應(yīng)的進(jìn)行。 強(qiáng)度高

5、、作用時間短的超聲主要產(chǎn)生空化效應(yīng)。第八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波的生物學(xué)效應(yīng)（作用機(jī)制） 此外，高強(qiáng)度的超聲波的機(jī)械作用所產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊波、快速溶液流，可使細(xì)胞破碎；熱學(xué)作用與瞬間空化作用所產(chǎn)生的高溫與高壓，可殺滅細(xì)菌、抑制酶活性或使生物大分子分解、斷裂，形成自由基等。第九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)應(yīng)用于酶催化的研究背景 上個世紀(jì)20年代，人們首次發(fā)現(xiàn)了超聲波可以加速化學(xué)反應(yīng)。隨后產(chǎn)生了研究在超聲波作用下物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的一門新興交叉學(xué)科一聲化學(xué) (Sonochemistry)。自聲化學(xué)誕生以來，化學(xué)工作者們對超聲場在化學(xué)各個領(lǐng)域中的研究工作從

6、未間斷。尤其是近年來，隨著功率超聲設(shè)備的普及與應(yīng)用，使得聲化學(xué)的研究工作蓬勃開展，國際及國內(nèi)的研究論文驟然增多，學(xué)術(shù)交流非?；钴S。為促進(jìn)這一學(xué)科的發(fā)展，國際聲化學(xué)界于1994年創(chuàng)辦了超聲化學(xué)(Ultrasonics Sonochemistry)雜志。 第十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)應(yīng)用于酶催化的研究背景 眾所周知，對化學(xué)反應(yīng)過程當(dāng)有催化劑加入時，可以加速化學(xué)反應(yīng)，縮短反應(yīng)時間，降低反應(yīng)條件。但是即便如此，有些催化反應(yīng)過程所需的環(huán)境仍較為苛刻，如高溫、高壓、反應(yīng)時間長，產(chǎn)率較低。眾多實驗結(jié)果表明，將超聲波應(yīng)用于催化反應(yīng)過程，可進(jìn)一步提高其反應(yīng)速度、縮短反應(yīng)時間、提高目的

7、產(chǎn)物的產(chǎn)率、使反應(yīng)在溫和的條件下進(jìn)行。第十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)應(yīng)用于酶催化的研究背景 早期研究發(fā)現(xiàn), 較高強(qiáng)度的超聲波會導(dǎo)致酶失活。新西蘭白兔腦組織勻漿中的超氧化物歧化酶(SOD) 經(jīng)超聲波處理后活性下降, 過氧化脂質(zhì)大幅度升高, 而 K- Na ATP 酶及 Ca- Mg ATP酶活性也大幅度下降?？莶輻U菌蛋白酶在 50 mmol/L、pH7.8 的磷酸緩沖液中, 以波長 210 m、功率 150 W 的超聲波處理 2h, 酶活性下降了 50%第十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)應(yīng)用于酶催化的研究背景 然而近年來的研究則表明, 適當(dāng)?shù)某?/p>

8、聲波處理不但不會使酶失活, 反而可促進(jìn)酶的生物催化活性, 并可在酶生產(chǎn)中提酶產(chǎn)量。用超聲波處理有機(jī)溶劑中堿性蛋白酶催化 N- 乙酰- 苯丙氨酸乙酯的轉(zhuǎn)酯反應(yīng), 發(fā)現(xiàn)超聲波可增強(qiáng)該酶的活性, 其結(jié)果與超聲波的作用頻率和強(qiáng)度有關(guān)。用微超聲波處理酵母過氧化氫酶(CAT) 和多酚氧化酶(PPO) , 結(jié)果表明, 在一定參數(shù)范圍內(nèi)CAT 和 PPO 的活性都升高。對 CAT 來說, 其最適當(dāng)?shù)某暡▍?shù)是 13.5 kHz、40 W/cm2、處理 10 min; 對 PPO 來說, 其最適當(dāng)參數(shù)是 13.5 kHz、25 W/cm2、處理 10 min。此外還有不少研究表明, 超聲波對于固定化酶的影響是

9、很大的。對固定化菊糖酶的研究表明, 20 kHz、20 W 超聲波可促進(jìn)該酶的催化作用, 以蔗糖為底物時酶活性提高了 60%; 在以菊糖為底物的反應(yīng)中, 超聲波使水解效率提高了 70%。第十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用超聲波影響酶活性的機(jī)理 超聲對酶的作用來源于機(jī)械傳質(zhì)作用、加熱作用和空化作用。 酶的反應(yīng)速度主要取決于2個因素：傳質(zhì)效率和酶分子的構(gòu)象。超聲通過機(jī)械傳質(zhì)、加熱和空化3種作用影響著這2個因素。第十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用 Vulfson認(rèn)為超聲波對酶的影響主要取決于超聲波的波長( 頻率) 、反應(yīng)

10、介質(zhì)中的水含量及介質(zhì)的疏水性。 由于超聲波強(qiáng)大的輻射和熱能可以改變生物大分子( 如 DNA 和蛋白質(zhì)) 的結(jié)構(gòu), 往往會導(dǎo)致某些敏感的胞外酶活性的損失。 而在低強(qiáng)度及適宜的頻率條件下, 因其具有的空穴作用、磁致伸縮作用和機(jī)械振蕩作用, 又表現(xiàn)出對溶液化學(xué)反應(yīng)、結(jié)晶成核的促進(jìn)功能及對酶催化的協(xié)同加速作用。超聲波在介質(zhì)中傳播時, 加速了介質(zhì)中的質(zhì)量傳遞作用, 這種微流效應(yīng)促進(jìn)底物迅速進(jìn)入酶的催化部位及產(chǎn)物進(jìn)入介質(zhì), 表現(xiàn)出酶催化活性的提高第十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用 超聲波產(chǎn)生的空化作用是酶活性提高的另一主要原因。空化作用產(chǎn)生的沖擊波改變了酶分子的構(gòu)象

11、, 使其折疊更合理, 更易于與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物, 從而影響酶促反應(yīng)的進(jìn)程, 提高了酶催化效率。也有人認(rèn)為, 超聲波是對酶活性部位的接觸殘基施加影響, 使失去活性的酶復(fù)活或有活性的酶失活。第十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用超聲對酶活力的影響 目前利用超聲技術(shù)對酶進(jìn)行處理主要有 兩 種方式： 一種是超聲預(yù)處理，即首先在超聲介質(zhì)中對酶進(jìn)行超聲處理，酶干燥后再在反應(yīng)介質(zhì)中催化酶促反應(yīng)； 另一種是直接對反應(yīng)介質(zhì)中的酶進(jìn)行超聲處理，超聲處理同酶促反應(yīng)同時進(jìn)行。大量的研究表明，不管采取何種方式，適宜的超聲可提高酶促反應(yīng)速度。第十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于202

12、2年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用 目前普遍認(rèn)為，在較低強(qiáng)度的超聲作用下，超聲強(qiáng)度同酶活力呈正相關(guān)；隨著強(qiáng)度的增大，酶逐漸被激活，強(qiáng)度越高，酶的催化活力越高。若進(jìn)一步加大強(qiáng)度，酶催化活力反而降低，酶變性失活，強(qiáng)度越高，失活率越高第十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用介質(zhì)性質(zhì)與超聲對酶的影響 研究發(fā)現(xiàn)，介質(zhì)性質(zhì)不同時，超聲對酶活力的促進(jìn)效果不同。 Vulfson等認(rèn)為，超聲可提高枯草蛋白酶在丁醇、己醇、辛醇中的酯交換反應(yīng)活力。第十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用第二十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶

13、催化中的應(yīng)用 Vulfson指出經(jīng)超聲處理，在丁醇中酯交換反應(yīng)速度提高了 50%，而在辛醇中提高了 68 倍。同時指出，在癸醇中，未經(jīng)超聲處理幾乎測不到酶活性，而經(jīng)超聲處理后酶活大幅度提高。 結(jié)果表明，超聲對酶活性提高的幅度與有機(jī)溶劑的鏈長正相關(guān)。非極性介質(zhì)的極性越小，疏水性越強(qiáng)，超聲對酶活的促進(jìn)作用就越明顯。第二十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用水含量對超聲作用的影響 邱樹毅等研究了非極性介質(zhì)中水含量對超聲作用的影響。他們認(rèn)為，在水飽和的有機(jī)溶劑中，水分子進(jìn)入酶分子周圍，補(bǔ)充了酶分子的必需水，因此水飽和非極性介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的初速度比脫水非極性介質(zhì)中的初

14、速度要高。 他們比較了在脫水正辛烷和水飽和正辛烷中脂肪酶催化 1-三甲基-1-丙醇與戊酸的酯交換反應(yīng)中超聲的促進(jìn)作用，結(jié)果卻表明非極性介質(zhì)水含量的影響甚小。 他們對這一現(xiàn)象的解釋為超聲使酶反應(yīng)的初速度大大提高，從而使非極性介質(zhì)水含量對酶催化反應(yīng)初速度的影響可以忽略不計。第二十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用介質(zhì)性質(zhì)與酶在超聲作用下的穩(wěn)定性 大量的實驗表明，與水溶液相比，酶在非極性介質(zhì)中對超聲作用有較大的抗性。 例如枯草蛋白酶經(jīng)超聲處理2h后，水相中酶活損失 50%，而戊醇中酶活幾乎不變.第二十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中

15、的應(yīng)用 宗敏華老師等在研究固定化脂肪酶水解三乙酸甘油酯時，探討了反應(yīng)介質(zhì)對脂肪酶穩(wěn)定性的影響。 較大功率下（140W），超聲對正己烷中脂肪酶催化三乙酸甘油酯水解活力的影響甚?。撼晻r間少于 20min 時，幾乎未出現(xiàn)酶的失活現(xiàn)象；超聲處理時間達(dá)到 40min 時，酶活力損失僅為 11.8%。而在水溶液中，超聲處理使酶迅速失活，10min 時失活率就達(dá)到了 58.4%，處理 40min 后失活率高達(dá)93.3%。而以四氫呋喃為介質(zhì)時，失活率介于水和正己烷之間。這表明介質(zhì)疏水性越強(qiáng)，抗超聲變性能力越強(qiáng)。其他條件相同時，在正己烷中，140W 的超聲作用對酶活的影響較小；而在水中，即使超聲的功率只有 2

16、0W，酶也表現(xiàn)出明顯失活。第二十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用 他們推測，可能是由于酶在疏水性強(qiáng)的非極性介質(zhì)中具有較大的剛性，不易發(fā)生構(gòu)象變化而失活的緣故。第二十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用非極性介質(zhì)的含水量和酶的穩(wěn)定性之間關(guān)系 非極性介質(zhì)的含水量和酶的穩(wěn)定性之間也存在著一定的聯(lián)系。 水含量對酶活力影響很大。用水含量分別為 0%，1%，2%，5%和 10%的四氫呋喃作為超聲介質(zhì)，脂肪酶活力隨水含量的增加而急劇下降。含水量為 10%時，酶活力僅存 4.8%。因此，在利用超聲提高酶反應(yīng)速度時需要嚴(yán)格控制非極性介質(zhì)的含

17、水量第二十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用超聲波對固定化酶活性的影響 用超聲波處理時，固定化酶的適應(yīng)性強(qiáng)，酶失活少。有關(guān)超聲波激活固定化酶的研究已有報道。 1981年Ishimori et al發(fā)現(xiàn)，利用超聲處理固定化葡萄糖氧化酶時，活性表現(xiàn)出來，而當(dāng)停止超聲處理時，活性則消失。用20kHz聲場處理固定于瓊脂膠上的。a-胰凝乳蛋白酶(以酪蛋白作底物)，活性提高2倍。用7MHz超聲波輻照固定于多孔聚苯乙烯上的a-淀粉酶時，酶活力也有提高。用頻率0.88kHz、聲強(qiáng)0.05-1W/cm2的聲波對肌酸激酶、乳酸脫氫酶、己糖激酶、丙酮酸激酶所催化的反應(yīng)進(jìn)行多次，結(jié)

18、果對反應(yīng)速率均沒有明顯直接影響。但將酶固定化以后，超聲波處理使固定化酶反應(yīng)速率明顯增加。第二十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用 種種研究結(jié)果表明，適宜的超聲波處理固定化酶，可以在一定程度上提高酶活性。但超聲波對酶活性的改善依不同的酶而有不同。某些酶可能對超聲波的作用較為敏感，在一定的超聲波作用下，就會改變酶活性而另一些酶可能就不太敏感，用超聲波處理時，其活力的改變就不會太大。第二十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用超聲波作用于固定化酶的影響因素超聲波功率的影響 許多研究表明超聲波的功率強(qiáng)度對酶活性有較重要的影響。適當(dāng)強(qiáng)度

19、的超聲波可以使酶活力的表現(xiàn)達(dá)到最仕狀態(tài)。相反，不適當(dāng)強(qiáng)度的超聲波處理不但不會增強(qiáng)酶活力，甚至可以降低酶的活力當(dāng)然，超聲波對不同的酶有一不同的作用效果，因而不同的酶對超聲波功率的要求是不同的。第二十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用超聲連續(xù)輻照時間對酶活的影響 劉耘等研究表明，對有機(jī)相中Lipozyme進(jìn)行超聲輻照處理時(蔗糖為底物)，酶活力隨著連續(xù)超聲輻照時間的延長而大幅度提高。其他條件相同情況下，將120s/30s和30s/30s(均為輻射時間/間歇時間)兩種作用方式進(jìn)行比較表明，在120s /30s的形式下，相對酶活力高達(dá)247.7%。而在適宜的超聲功率

20、下，總超聲時問對酶活力影響甚少第三十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用超聲介質(zhì)的特性對固定化酶活性的影響 一般酶都在水溶液中催化反應(yīng)，但很多酶還能在非水溶劑中催化反應(yīng)。研究結(jié)果揭示，超聲能量對處于不同溶劑中的酶分子的作用效果是有差別的。 一般來說，酶在不同的溶劑系統(tǒng)中有不同的活力表現(xiàn)。超聲波對在不同溶劑系統(tǒng)中的酶分子的催化特性有不同的影響效果，這是很容易理解的。第三十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用 宗敏華等研究表明，Lipozyme在不同介質(zhì)中經(jīng)超聲輻照處理不同時間后，活性不同;他們發(fā)現(xiàn)，溶劑的疏水性越強(qiáng)，酶抗超聲輻射變

21、性作用的能力越強(qiáng)。在正己烷中，處理對酶活影響甚小，處理時間小于20min，幾乎未出現(xiàn)酶的失活;處理40min后，活力損失僅11.8%。在水相中，超聲輻照處理使酶迅速失活，處理l0min后，酶的失活率為58.4%，處理40min后，酶失活率高達(dá)93.3%。在四氫峽喃中，酶對超聲輻射變性作用的抗性介于正己烷和水之間。 劉耘等研究表明，超聲介質(zhì)中水的含量對Lipozyme活力影響很大。在脫水四氫呋喃中，超聲輻照60min，酶活力損失24.6%，到含水量10%時，酶活力僅存4.8%。第三十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用固定化酶顆粒大小和反應(yīng)系統(tǒng)的影響 林影等研究

22、超聲波對固定化菊糖酶作用的影響時，以純菊糖為底物，選擇不同直徑范圍的固定化酶顆粒反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)隨著固定化酶顆粒的增大，超聲波的促進(jìn)作用增大。他們發(fā)現(xiàn)靜止反應(yīng)的超聲波作用比振蕩反應(yīng)的作用效果更加顯著。第三十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用底物和載體顆粒大小對超聲作用效果的影響 P.Schmidt等和林影等都發(fā)現(xiàn)隨著底物相對分子質(zhì)量增大，超聲波對固定化酶促進(jìn)作用增大。 P.Schmidt等采用底物流動系統(tǒng)反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)底物流速越大，酶促反應(yīng)速度越小。他們還發(fā)現(xiàn)超聲波對酶的影響跟載體顆粒有關(guān)，但并不呈線性關(guān)系。第三十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)

23、在酶催化中的應(yīng)用超聲波影響固定化酶活性的機(jī)理P.Schmidt等認(rèn)為超聲波引起固定化酶活力增強(qiáng)的可能機(jī)理是，活力在固體載體表面附近的總體積中的運輸過程中增加，并提出以下事實進(jìn)行支持:1.超聲效果隨著分子量增加而增大。小分子物質(zhì)比大分子更容易穿過固體基質(zhì)，因而受聲場影響較小。2.超聲效果隨流速增加而減小。隨著底物溶液流經(jīng)載體顆粒速度增加，每一顆粒周圍的靜止層尺寸變小，底物擴(kuò)散加快，因而超聲效率降低。3.超聲效率大小與載體顆粒大小有關(guān)。但由于隨著顆粒直徑增加，擴(kuò)散限制也增加，因而顆粒最大時超聲增加效應(yīng)不一定最大。4.超聲效應(yīng)增加是頻率平方的函數(shù)。第三十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超

24、聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用 高大維等認(rèn)為可能的機(jī)理是，在適當(dāng)?shù)某晥鰲l件下的底物和產(chǎn)物分子在超聲波的驅(qū)使下，以較高的頻率振動，固定化酶與底物和反應(yīng)物的接觸次數(shù)大大增加，同時產(chǎn)物釋放也加快，從而使得固定化糖化酶的表觀米氏常數(shù)減少，反應(yīng)速率增加，而在一定條件下超聲波對酶的微細(xì)結(jié)構(gòu)活性部位影響不大，表現(xiàn)為酶的最適作用pH和溫度不變。第三十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用林影等認(rèn)為，超聲波對酶催化反應(yīng)的促進(jìn)機(jī)理中，超聲波對促進(jìn)反應(yīng)物質(zhì)的擴(kuò)散和傳輸起主導(dǎo)作用，它對改善固定化酶對大分子物質(zhì)傳輸阻礙有著很大的應(yīng)用前景。 另外，也有人認(rèn)為超聲提高固定化酶酶活力的機(jī)理是超聲促

25、進(jìn)底物透入載體或主要是聲流的作用。第三十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用可見，對于超聲波影響酶促反應(yīng)的機(jī)理，不同的作者有不同的理解和解釋。也許在不同的條件下有不同的作用效果，或者可以說超聲波對固定化酶活性的影響是各種機(jī)理影響的綜合效果。因此，要對其作用機(jī)理作出更加合理的解釋，還要進(jìn)行更加深入的研究。固定化酶己成功地工業(yè)化了，如何利用超聲波的促進(jìn)傳質(zhì)作用，克服固定化技術(shù)中存在的傳質(zhì)障礙，以提高酶固定化技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用度，是亟待深入探討的問題。第三十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用一些應(yīng)用實例第三十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用第四十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月超聲波技術(shù)在酶催化中的應(yīng)用第四十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6