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1、聚乙烯纯—海藻酸钠共固定化技术固定化技术是从20世纪60年代开始迅速发展的一项新技术，它是通过采用化学或物理的手段将游离细胞或酶定位于限定的空间区域内，并使其保持活性，反复利用的方法。包括固定化酶技术和固定化细胞技术。微生物包埋定义：是将微生物细胞截留在水部溶性的凝胶聚合物空隙的网络空间中。通过聚合作用或者通过离子网络形成，或通过沉淀作用，或改变溶剂、温度、PH值使细胞截留。凝胶聚合物的网络可以阻止细胞的渗漏，同时能让机子渗入和产物扩散出来。海藻酸钠包埋：海藻酸钠是一种从海藻中提取的天然多糖聚合物,结构是直链型(1-4)链合的古罗糖醛酸与甘露糖醛的共聚物.其分子链上含有大量的羟基
2、和羧基,用CaCl2作为交联剂,可形成交联的海藻酸钙聚合物,含水率高,具有好的生物相容性,可用于食品加工、制药。海藻酸钠包埋：具有固定化、成型方便，对微生物毒性小，固定化细胞密度高等优点，是用于包埋固定化微生物的第一个聚合物。缺点：机械强度低，抗降解能力差，同时其凝胶网络的空隙尺寸太大，不适宜大多数酶的固定化。当存在高浓度的K、Mg、磷酸盐以及其它单价金属离子时，海藻酸钠凝胶结构会受到破坏。聚乙烯醇包埋：聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯酯经水解而得的聚合物,无毒性,其分子链上含有大量羟基,分子链间形成氢键,具有较高机械强度和韧性,是一种理想的生物材料,被广泛用作药物缓释基质、接触镜材料,改
3、性后可用作抗凝血材料。聚乙烯醇是一种新型的微生物包埋固定化载体，具有机械强度高、化学性能好、抗微生物分解性能强、对微生物无毒、价格低廉等一系列优点。缺点：成型难，其交联剂硼酸对微生物活性影响较大。聚乙烯醇作为固定化微生物细胞载体又有其一定的局限性，由于在聚乙烯醇固定化过程中引入的交联剂是硼酸溶液，所以在交联过程中，硼酸溶液的酸性对固定化的微生物有一定的抑制作用，致使微生物活性不高；聚乙烯醇是一种高粘性物质，在交联反应过程中容易发生粘连现象，成球困难；聚乙烯醇固定化颗粒在应用中存在很大的水溶胀性，随着使用时间的增长，强度大大减弱，在实际应用中极为不利聚乙烯醇-海藻酸钠共固定：聚乙烯
4、醇和海藻酸钠,两者均为亲水性的聚合物,互溶性好,在以往的研究中,两种材料通常是单独使用,未能将他们的优点结合起来,在材料的弹性和含水率等性能方面不理想,将聚乙烯醇的高强度和海藻酸钙的高含水率相结合,制得具有弹性好、柔韧性大和含水率高的PVA-海藻酸钙复合材料。方法：1)将PVA和SA加热溶于水，冷却2)将微生物细胞与上述溶液混合均匀，使PVA与SA的最终浓度为7.5%-10%，0.4%-3%3)将上述混合液用针型管滴入饱和的硼酸和CaCl21.0%-5%4)低温凝胶10h，使其充分反应5)滤出颗粒，用0.7%生理盐水侵泡24h,备用包埋固定化细胞颗粒的性能评价1、物理指标：1)机
5、械强度：用压力测试测定，机械强度越大，颗粒的可利用性越强。2)颗粒密度：一定体积内固定化颗粒的量3)形状大小：以圆形或椭圆形为主，据报道，当固定化细胞颗粒的直径大于1mm时，就可能会引起严重的传质限制，并且导致细胞颗粒内分布不均匀。此外减小固定化颗粒的尺寸有利于提高其生产能力和改善其机械强度。成型方法挤压法，通常在2-5mm;乳化技术;喷雾干燥技术。4)传质性能:加入粉末活性炭以增加固定化颗粒的微TLTL道，提高其传质性能。其测定方法一般为：选用粒径大小相同的数量相等的海藻酸钠小球和PVA小球，分别浸入等量的惰性红墨水中，每隔5分钟取球切片，在放大镜下观察红墨水渗透到固定化小球内
6、部的情况海藻酸钠小球传质较快，25分钟左右，从小球的切片断面上看已经完全被红墨水浸透，而PVA相对传质性能就要差一些，大约需要45分钟左右的时间。可以看出，作为天然载体材料的海藻酸钠和人工合成的高分子载体材料PVA都有较好的传质性，但相对来说，海藻酸钠的传质性能要更好一些。在固定化颗粒的长期运行中，粒径越小越不易发生发胀上浮现象，传质性能也越好，越有利于载体内的细胞生长，因此，在制备条件允许的情况下，固定化颗粒粒径越小越好5)膨胀性2、化学指标:亲水性、溶解性3、生物指标：微生物细胞活性,细胞形态,微生物生长率。包埋固定方法的改进：影响固定化包埋技术的效果的因素：主要包埋剂的浓度
7、，污泥的包埋量，胶联剂的浓度，胶联反应时间，固定化颗粒的粒径等等，而包埋剂的浓度、污泥的包埋量和胶联时间又是这些因素中的主要影响因素。陈敏等在聚乙烯醇的固定化过程中添加了活性碳，不仅使得固定化有吸附和包埋的双重效果，而且改善了通透性并有助于成球。Kuraray等在聚乙稀醇溶液中加入少量海藻酸钠，然后滴入CaCl2溶液中，这样形成的凝胶颗粒的机械强度比一般PVA固定化颗粒高。桥本奖等报道，在PVA固定化过程中添加酪蛋白、铝盐、铜盐、钛盐有利于提高固定化颗粒的强度且减少活性损失。Ku
