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1、固定化酶载体--壳聚糖学号:81050636报告人:胡探宇研究背景1.酶是一种蛋白质，对环境变化的耐受力极低,稳定性差，大大限制了它的大规模应用.2.在催化结束后难以回收。3.通过固定化技术对酶加以改造固定。但至今，还没有一种固定化方法可以普遍地适用于每一种酶，特定的酶要根据具体的应用目的选择特定的固定化方法。研究目的固定化酶具有游离酶无法比拟的优势,它对温度、pH值、溶剂极性等具有极高的耐受性,并能反复回收使用。适应工业化生产.壳聚糖作为酶固定化载体时能针对不同酶制成不同形态,酶固定化后耐酸碱性强,耐热性好,活性不受金属离子干扰;加上它们的环保性,还可减轻环境污染.回顾历史19
2、53年,首次提出酶固定化方法.20世纪60年代,酶的固定化技术兴起.1969年,日本首先研制成功固定化酶技术。固定化酶的概念与性质酶固定化(Immobilizationofenzymes)是指用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内,使其仍能进行本身所特有的催化反应、并可回收及重复使用的一类技术。固定化酶一般是呈膜状、颗粒状或粉状的酶制剂，它在一定的空间范围内使用，产品的纯度高，可反复使用.固定化酶同自由酶相比，具有以下优点：其一是稳定性高,对环境的变化抵抗力强；其二是酶的回收简单,可反复使用；其三是产物纯度高；其四是生产可连续化和自动化；其五是设备小型化以及可节约能源等。使酶的综合
3、利用,酶反应的快速终结,酶生产线的连续运转,以及多种生物反应器的设计等成为现实。固定化的主要形式酶能以多种方法固定于载体上,大致可分为:(1)共价结合法;(2)吸附法;(3)交联法;(4)包埋法。壳聚糖壳聚糖(chitosan)又名氨基葡萄糖,是由2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖以β(1→4)糖苷键连接而成的直链多糖,它是目前发现的唯一的一种天然的碱性多糖。用碱脱去甲壳素2位碳上的乙酰基可得到壳聚糖。壳聚糖分子链上的游离氨基能从酸性溶液中结合氢离子,成为带正电荷的聚电解质,破坏了分子间和分子内的氢键,从而可溶于一些低浓度无机酸和有机酸。另外壳聚糖分子结构中含羟基和氨基,使其易于
4、进行酰化、酯化、醚化、烷基化、氧化、螯合等化学修饰和改性。壳聚糖及其衍生物对人体无毒,具有良好的生物相容性和生物可降解性.壳聚糖作为酶固定化载体优良性能甲壳素/壳聚糖,能以低廉的成本从甲壳类动物的硬壳中获得,也可从海产品加工业的废物中获得。壳聚糖分子中含丰富羟基和氨基使其易于进行化学反应而赋与其许多独特的性能,特别是其丰富的氨基与各种蛋白质的亲和力非常高;大多聚合物载体中含残存单体易使酶失活,而壳聚糖没有残存的单体。酶固定化的成功决定于酶与固定化载体的良好结合而不破坏酶的生物催化特性。固定化载体一般应具有良好的化学稳定性和机械刚性、容易再生等基本性质,而且必须能吸附蛋白质,有能与
5、酶表面基团相作用的功能团,具亲水性和良好的生物相容性,且可根据酶的特性做定向化学修饰。壳聚糖具备上述全部性质.壳聚糖与其它载体的酶和细胞固定化性能比较多孔壳聚糖微球制备及形态观察1试验方法1)壳聚糖基本性质测定2)壳聚糖微球的制备3)壳聚糖微球形态及结构观察2结果与讨论1)壳聚糖基本性质测定结果2)壳聚糖分子量对壳聚糖成球的影响3)成球条件对壳聚糖成球的影响1NaOH浓度对壳聚糖成球的影响2壳聚糖浓度对壳聚糖成球的影响3凝结液中处理时间对壳聚糖成球的影响4壳聚糖微球内部结构3结 论前言甲壳素和壳聚糖是天然的聚氨基葡萄糖,呈现出疏松的网状结构,在大多数溶剂中是不能溶解的.壳聚糖凝胶
6、形成的微球具网状结构,机械性能良好,化学性质稳定,耐热性好,特别是其分子中存在的大量氨基使它能在pH6.5以下的酸性溶液中溶解,既易与酶共价结合,又可络合金属离子,使酶少受金属离子的抑制,同时它又易于通过接枝而改性。制备表面疏松多孔的壳聚糖微球探讨影响壳聚糖成球的因素,制备多孔的壳聚糖微球以增加微球的表面积,增加酶分子与壳聚糖分子的接触机会,有利于壳聚糖吸附酶分子及与酶分子交联。1壳聚糖基本性质测定2壳聚糖微球的制备1)不同分子量壳聚糖微球的制备2)不同NaOH浓度下壳聚糖微球的制备3)不同壳聚糖浓度的微球的制备4)不同凝结时间的壳聚糖微球的制备3壳聚糖微球形态及结构观察壳聚糖基
7、本性质测定结果壳聚糖分子量对壳聚糖成球的影响分子量较小的C3制备的微球表面具有明显的疏松多孔结构,而分子量较大的C1和C2制备的微球表面结构致密,孔少且小。这可能是因为随着分子量的增加,壳聚糖分子变长,微球中壳聚糖分子之间相互结合更加紧密,导致其表面结构致密,多孔性降低。 壳聚糖微球的多孔结构及强度是影响其作为固定化酶载体的主要因素,分子量较小的C3所成的微球虽然强度不高,但其表面疏松多孔,而且可以通过增大其浓度或用戊二醛交联等方法来增加其强度。所以分子量较小的C3作为制备多孔壳
