制备和应用固定化酶

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1、选修一第三章第二节制备和应用固定化酶本节课学习内容：1、固定化酶的概念2、固定化酶的优缺点3、固定化酶的方法4、固定化酶的应用5、固定化细胞的概念6、固定化细胞的方法7、固定化细胞的优缺点什么是固定化酶？水溶性酶水不溶性载体水不溶性酶（固定化酶）固定化技术合作探究1固定化酶的优点：多次重复使用纯化简单提高产物质量酶的稳定性提高探究2：固定化酶方法将酶包埋在细微网格里将酶与载体相互连接起来将酶吸附在载体表面上包埋法交联法吸附法（一）吸附法1.吸附法：利用离子键作用、物理吸附等方法，将酶固定在载体上的固定方式。2.选

2、择载体的原则（1）要有巨大的比表面积（2）要有活泼的表面（3）便于装柱进行连续反应。3.载体的种类：纤维素、琼脂糖等多糖类多孔玻璃离子交换树脂吸附法的优点：操作简单且条件温和，可供选择的载体类型多，所得到的固定化酶使用失活后可以重新活化和再生。吸附法的缺点：酶和载体的结合力不强，易脱落，会导致催化活力的丧失和沾污反应产物。世界第一例获得工业应用的固定化酶是DEAE-SephadexA-25吸附的氨基酰化酶反应用于DL-AA的光学分析。4.吸附法的优点、缺点（二）交联法1.交联法：借助多功能试剂使酶分子与载体之

3、间发生交联作用，在酶和多功能试剂之间形成共价键，制成网状结构的固定化酶的方法称为交联法。（1）优点：得到的固定化酶结合牢固、稳定性好、利于连续使用。（2）缺点：载体活化的操作复杂，反应条件激烈，需要严格控制条件才可以获得较高活力的固定化酶。同时共价结合会影响到酶的空间构象，从而对酶的催化活性产生影响。2.交联法的优点、缺点(1)基本概念：将酶包埋于各种多孔载体中，使酶固定化的方法，称为包埋法。(2)包埋常用载体：琼脂、聚丙烯酰胺、琼脂糖、角叉菜胶、硝酸纤维素等。(3)包埋法的类型：主要有网格包埋、微胶囊型包埋。（

4、三）包埋法：(entrapment)网格型将酶包埋在凝胶细微网格中，制成一定形状的固定化酶，称为网格型包埋法。微胶囊型包埋法是将酶包埋在各种高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶。由于固定化形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米，所以也称为微囊化法。包埋法的优点在于它是一种反应条件温和、很少改变酶结构但是又较牢固的固定化方法。包埋法的缺点是只有小分子底物和产物可以通过包埋物扩散，对那些底物和产物是大分子的酶并不适合。这是由于包埋物会对大分子物质产生扩散阻力导致固定化酶动力学行为改变，使活力降低。包埋法的优点、缺

5、点探究3：（1）略（2）葡萄糖异构酶的固定：将酶吸附在载体表面或将酶与载体相互连接起来生产流程：将葡萄糖溶液从反应柱上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱与固定化葡萄糖异构酶接触，得到产物果糖，从反应柱下端流出。（3）略酶和细胞固定化示意图固定化酶和固定化细胞常用的载体材料明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等，其共同的特点是不溶于水的多孔性载体比较直接使用酶固定化酶固定化细胞优点缺点直接使用酶、固定化酶、固定化细胞各有什么优缺点？催化效率高；低耗能；低污染对环境条件敏感易失活；难回收影响产品质量可反复使用；

6、易与产物分离；稳定性能好不利于催化一系列酶促反应可反复使用；操作简便对酶活性影响小反应物不易与酶接近尤其是大分子物质反应速率下降拓展视野：固定化酶的应用1.固定化酶在医药治疗上的应用2.固定化酶在化验诊断方面的应用3.固定化酶在废水处理方面的应用固定化酶在医药治疗上的应用例1：固定化青霉素酰化酶，只要改变pH值等条件，就使青霉素生成不同的新型青霉素。青霉素酰化酶催化合成头孢类抗生素7-ACAasnucleus固定化酶在医药治疗上的应用例2：制造人工肾利用固定化脲酶透析液和活性炭一起制成的体外循环装置，大大提高了疗

7、效。固定化酶在化验诊断方面应用例如：尿糖试纸尿糖试纸是尿糖患者用来检查自己尿糖情况的专用试纸葡萄糖葡萄糖酸+过氧化氢，过氧化氢水+原子氧，原子氧可以将某种无色的化合物氧化成有色的化合物的原理，将上述两种酶和无色化合物固定在纸条上，制成测试尿糖含量的酶试纸。这种酶试纸与尿液相遇时，很快会因为尿液中葡萄糖的含量的少到多而依次呈现浅蓝、浅绿、棕或深棕色。葡萄糖氧化酶过氧化氢酶尿糖试纸的使用方法1.将试纸带侵入尿液中(中段尿液佳），湿透(约1-2秒种)后取出；2.顺容器边缘取出试纸以除去多余尿液；3.在30-60秒内观察

8、试纸带颜色并与比色板对照,测得结果。4.结果判断：（试纸由浅蓝到棕红色变化来表示检测结果）浅蓝色表示没有糖尿病，用“-”表示；棕红色表示有糖尿病，愈深“+”号愈多,糖尿病愈严重。固定化酶在废水处理方面的应用：课堂巩固：1．关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法，错误的是（）A．固定化酶生物活性强，可长久使用B．一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高C．一般酶制