固定化酶

摘要： 与化学催化相比,游离酶作为生物催化剂,以独特的性质使生物酶的工业化得到快速发展。但是游离酶在工业生产时有诸多的不足,比如稳定性差、无法重复利用、不易保存、自动化生产难度高等。因此,固定化酶技术的出现加快了酶催化领域的发展。近年来,人们从多学科交叉的角度提出以磁性材料为载体固定酶制剂的固定化方法,利用高效、易分离、重复利用率高等优势研发出新型的功能化磁性固定化酶材料,提高了酶催化效率,使该领域日益受到广泛的关注。对应用于酶固定化的磁性材料合成、磁性材料固定化酶进行全面的综述,并扼要对其各自特点进行了比较,最后介绍了磁性固定化酶的应用。

摘要： 二维纳米材料具有高机械强度和比表面积、大量表面官能团、良好的亲水性及生物相容性,是固定化酶的良好载体。本文选取经典的氧化石墨烯(GO)以及新型的过渡金属碳/氮化合物(MXenes),分别介绍了它们的制备方法和结构、物理和化学性质,综述了它们在固定化酶领域的应用研究,并进行了比较。文中指出:GO由石墨烯经化学氧化再剥离制得,MXenes由其前体经刻蚀制得,不同的氧化或刻蚀方法制得的材料在组成、结构、性能等方面存在差异。GO表面的可反应官能团更多,包括羟基、羧基和环氧基,故在固定化酶领域应用广泛。MXenes固定化酶则主要利用表面的羟基反应或负电荷吸附,目前主要用于制备生物传感器。最后指出这两种材料还存在制备效率低、纳米片易聚集、循环利用性差等问题。今后的发展方向是要开发更为简单和安全的材料制备方法,探索更为有效的插层和剥离手段以及改善固定化酶的回收策略,进一步推进二维纳米材料在固定化酶领域的应用。

摘要： 为保障消费者食用安全,迫切需要研发农产品和食品中的农药残留快速检测技术。酶抑制法检测是目前农药残留快速检测技术中的主要研究方向之一,而酶的固定化是用基于酶抑制法原理对农药残留检测研究中的重要步骤。通过物理或化学的方法高效地将酶固定于载体上,同时保持酶的催化活性是开发各类基于酶抑制法检测农药残留传感器的关键。本文将从固定化酶方法、载体以及固定化酶产品在农药残留检测中的实际应用进行论述,为固定化酶在农药残留检测中的应用提供一定参考。

摘要： 针对现有材料对漆酶的负载率低,负载漆酶后重复使用性能差等缺点,以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体,采用原子转移自由基聚合(ATRP)技术对工业化生产的水刺粘胶纤维膜进行改性处理,然后将改性后的水刺粘胶纤维膜(即SV-poly(HEMA))进行Fe^(3+)吸附,最后将吸附Fe^(3+)后的SV-poly(HEMA)(即SV-poly(HEMA)-Fe(Ⅲ))作为配位法固定漆酶的载体,探究其对漆酶固定化的含量、活性、稳定性和重复使用性能,同时对纤维形貌和结构进行表征。结果表明:SV-poly(HEMA)-Fe(Ⅲ)对漆酶的固定化量达到132.9 mg/g;与自由漆酶相比,固定化漆酶对温度变化(20~70°C)表现出更强的抵抗力,对pH值(2.0~7.0)表现出更低的敏感性;将负载漆酶的SV-poly(HEMA)-Fe(Ⅲ)重复使用10次后,漆酶的活性依然保持在55%以上。

摘要： 采用固定化酶的方法从治疗阿尔茨海默病的常用中药中筛选出具有乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)抑制活性的品种。结果表明,AChE能较好的固定在修饰羧基的磁珠表面,在酶浓度8 mg/mL、固定时间4 h、缓冲液pH5.0、固定温度20°C的条件下,固定的AChE具有最佳的酶固载量及酶活性;将所合成的固定化酶与高效液相色谱-质谱(LC-MS/MS)技术相结合,成功筛选出石菖蒲、川芎、茯苓、当归等4味具有较好AChE抑制活性的药材。

摘要： 有机磷农药在蔬菜、水果及土壤中的残留严重影响了环境和人类的身体健康。有机磷水解酶(organophosphate pesticides, OPH)能高效降解有机磷类化合物残留,利用具有开放孔道的二氧化硅纳米花固定有机磷水解酶,可以优化固定化条件,固定化OPH的最适温度为45°C,最适pH值为8,与游离OPH相比,在温度为35~55°C、pH值为7.5~9.0的范围内均能保持较高的催化活性。与游离有机磷水解酶相比,固定化有机磷水解酶具有更好的热稳定性、pH值稳定性和重复使用性。研究结果表明,固定化酶在保证降解效率的同时,可有效降低有机磷水解酶的使用成本,是一种具有发展前景的固定化酶降解有机磷农药技术。

摘要： 功能性糖,尤其是功能性稀少糖是一类具有低热量、低吸收,且具备特殊生理功效的糖,目前主要通过酶催化反应制备.但酶促反应中酶的稳定性差、催化效率低、互为对映异构体的原料与产物等体系中分离困难限制了其进一步发展.因此,如何解决上述问题从而推进其大规模制备是当前研究的重点.将酶促反应与膜分离过程耦合制备酶膜反应器,不仅可以控制低聚糖的相对分子质量分布范围,而且能在反应过程中将产物及时移除,有效缓解抑制反应的发生.但已报道的酶膜反应器主要用于分离酶和糖,互为对映异构体的糖需通过色谱进一步分离纯化,导致成本增加.因此,针对功能性糖的制备与分离,本文就酶膜反应器与手性分离技术展开详细叙述,并对将二者结合的多功能膜在功能性稀少糖制备与纯化中的应用前景进行展望.

摘要： 金属有机骨架(MOFs)是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料,由于其比表面积大和化学稳定性、可调控的孔隙以及多样性被越来越多地用于生物分子的装载尤其是酶的固定化领域。本文综述了近年来国内外制备MOFs以及MOFs基的复合材料固定化酶的制备方法、改进策略和应用,并对MOFs基固定化酶的未来研究方向进行了展望,以期为其后续研究和应用提供参考。

摘要： 【目的】虾青素是具有广阔市场前景的抗氧化剂原料,本研究旨在利用探索虾青素合成关键酶胡萝卜素酮基化酶体外固定化后体外合成虾青素的可行性,为开发环境友好的虾青素合成新方法提供依据。【方法】利用源于雨生红球藻的胡萝卜素酮基化酶mRNA序列,通过密码子优化、质粒构建和感受态大肠杆菌转染、IPTG诱导来表达含组氨酸标签的胡萝卜素酮基化酶融合蛋白,通过Ni-NAT镍柱来纯化,继而采用琼脂糖凝胶多孔性微珠固定装载有酶蛋白的脂质体,以胡萝卜素为底物在体外开展固定化酶催化反应研究,并探讨多种表面活性剂对酶活性的影响。【结果】成功表达和制备了组氨酸标签化的胡萝卜素酮基化酶在体外固定化酶反应中,有脱氧胆酸钠存在时,该酶显示了最高活性,其表观反应速率常数为1.9μg_(胡萝卜素)·mg_(酶)^(-1)·h^(-1)。【结论】雨生红球藻胡萝卜素酮基化酶体外固定化转化胡萝卜素具备可行性。

摘要： 该研究探讨单宁酸功能化Fe_(3)O_(4)磁性纳米粒子固定化微泡菌褐藻胶裂解酶的工艺条件。以单宁酸功能化磁性纳米粒子(TA-MNPs)作为固定化酶的载体,通过测定固定化酶的活力和酶活回收率优化微泡菌褐藻胶裂解酶的固定化条件,并利用傅里叶变换红外光谱和透射电镜对固定化酶的结构进行了表征。结果表明,固定载体量为10 mg时,微泡菌褐藻胶裂解酶的最佳固定化条件如下:戊二醛浓度为1.00%,交联时间为2 h,固定化温度为5°C,固定化时间为8 h,固定化pH为8.00,加酶量1.20 U,在此条件下固定化酶的活力和酶活回收率达到最大,分别为36.56 U/g和30.55%。傅里叶变换红外光谱分析显示,微泡菌褐藻胶裂解酶成功固定在TA-MNPs表面。透射电镜结果显示,TA-MNPs分散性良好,呈规则球状;固定化酶有明显的聚集现象,粒径变化不大。与游离酶相比,固定化酶的温度稳定性、pH稳定性和存储稳定性提高。微泡菌褐藻胶裂解酶的固定化条件优化研究为该酶的固定化酶制备及应用打下良好的基础。

摘要： 高效固定化酶载体的构建对于提高酶催化的反应速率和效率以及延长酶的使用寿命至关重要.多孔整体柱具有大的贯穿孔道和良好的通透性,易于改性,化学稳定性高.作为固定化酶的载体,可以为底物和产物提供快速的对流传质性能,从而提高酶催化的速率和效率,在保持酶高效专一及温和的催化反应特性的同时,克服了游离酶的不足,具有贮存稳定性高、操作连续可控、易分离回收、可重复使用、工艺简便等一系列优点.本文中,笔者总结了多孔整体柱应用于固定化酶的研究进展,探讨了不同整体柱材料和固定化酶方法对酶催化反应性能的影响.

摘要： 具有良好化学、区位和立体选择性的酶是化学品绿色合成的理想催化剂.然而,由于天然酶存在易失活、重复使用困难等问题,以致酶催化的应用范围受到较大限制.随着生物技术、材料科学和纳米技术的快速发展,开发简单、低成本、适用性广的酶固定化载体和方法,提高酶催化剂在工业催化中的应用性能得到了研究者的广泛关注.本文中,笔者总结了近年来在利用功能高分子修饰酶、共沉淀法制备酶无机晶体复合物方面的一些工作,探讨了这些新型修饰酶和固定化酶的性能、优缺点、应用前景以及未来发展.

摘要： 近年来酶促反应越来越多的覆盖到生产生活当中,而游离酶的最大弊端就是稳定性差且难以回收,将酶固定化能有效解决难题,其中固定化载体是关键.本文综述了介孔材料在酶固定化方向的研究进展,重点介绍了有序介孔材料的种类及其在油脂改性中的应用,并对介孔固定化酶的发展前景进行了展望.

摘要： 以管状介孔SiO2为载体,使用共吸附和交联方法进行漆酶固定化,制备得到固定化漆酶,并用于农药MXC的水相降解研究,得到固定化漆酶降解MXC最优条件:MXC浓度为25mg·L-1,表面活性剂AOT的浓度为4g·L-1,溶液pH值为5.5,振荡时间为10h,温度为45°C.2,2'-边氮基-双-3-乙基苯并噻吡咯啉-6磺酸(ABTS)的加入使MXC的降解率提高了近10％.固定化酶重复使用7次后,MXC降解率仍保持约20％.自由酶降解MXC反应的活化能为44.91kJ·mol-1;固定化酶降解MXC的活化能约为41.46kJ·mol-1.此外,采用气质联用手段对降解过程的反应机理进行了初步探讨.

摘要： 甲氧滴滴涕(MXC)是一种替代滴滴涕(DDT)的有机氯杀虫剂,其杀虫效果明显,由于生物毒性较低,得到了广泛应用.但近几年的研究表明,MXC是确定的环境内分泌干扰物,它和DDT 一样,由于其抗生物降解性,易于在环境中积累,严重影响了人类和哺乳动物的健康状况,关系着人类的生存繁衍.目前,人们对MXC的毒性越来越关注,对MXC的生物降解,已经逐渐成为研究的热点.rn 本文用气质联用法测定了主客型固定化酶对MXC的降解产物可能为二苯基乙烯，并推出其降解机理为:MXC在酸性条件下，桥联碳上生成一个自由基，受到氧分子的作用，C-O发生偶联，自由基转移到氧上。在纳米Fe304和漆酶作用下，连续脱氯和经基自由基，形成(CH30C6H5)2C=CHCl。最后在漆酶和纳米Fe304共同作用下去甲氧基、脱氯，形成毒性相刘较低的1,1-二苯基乙烯。

摘要： 本文以该菌株进行发酵，制得壳聚糖酶粗酶液，采用吸附交联法及包埋法对其进行固定，研究其固定化的最优条件和固定化酶的酶学性质。结果表明游离壳聚糖酶的最佳pH为5.6，最适反应温度为50°C。并确定了吸附交联法固定化酶的最佳条件。

摘要： 无机-有机杂化纳米材料是无机材料和有机材料在纳米尺度结合的复合材料，这类材料具有大的表面积、可调节的孔径和拓扑结构，以及较好的稳定性和生物相容性，从而使它们在气体吸附、药物缓释、发光及催化等领域受到广泛关注。近年来，无机-有机杂化纳米材料作为酶的载体成为酶固定化领域的研究热点。本研究重点介绍了金属有机框架物(Metal-organic frameworks,MOFs)固定化酶、有机-无机杂化纳米花固定酶和Fe304@Si02磁性核壳纳米球为载体的固定化酶的理性设计、制备及其性能。为创建新型酶固定化方法、提高酶催化效率提供参考。

摘要： 合成了具有温控-响应性能的有序介孔材料,并考察了其作为载体固定化酶的性能.该温控-响应材料的介孔孔道内均匀分布着化学键合的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),当外界温度高于32C时,PNIPAM聚合物会由原本舍展的亲水性线状收缩为疏水性粒状,从而导致纳米孔内微环境的变化.使用该材料作为酶的固定化载体,不仅能为酶分子提供相对柔软的纳米孔道,而且可以通过PNIPAM的收缩为酶分子提供拥挤并且疏水的微环境,从而引发“大分子拥挤效应”及“界面激活作用”,使固定化酶的活性和热稳定性得到显著提高.实验表明,固载在温控-响应介孔材料上的洋葱假单细胞菌脂肪酶(PCL)在70C处理两小时后活力提高了15倍,而相同条件下自由酶仅能保留2％的活力.在70C处理两小时后,固载在温控-响f应介孔材料上的南极假丝酵母菌脂肪酶(CALB)在外消旋苯乙醇手性拆分的催化活性明显高于未经过热处理的自由酶.本研究为制备具有高活性、高稳定性的多相生物催化剂提供了一种有效的新方法.

摘要： 本实验利用固定化漆酶直接催化白黎芦醇，氧化合成了其脱氢二聚体及其三聚体，二聚体的得率达48%，且反应时间由文献中的24h缩短到1h。这为实现工业化提供了实现的可能。同时，我们还摸索出一条能大量、高效、简单的分离二聚体和白黎芦醇、甚至是其相似修饰物的方法。

摘要： 生物传感器是多学科交叉的新型分析技术,具有重要的科学研究价值和广阔的应用领域.在食品科学领域,由于生物传感器特性好、样品前处理简单、快速、灵敏度高、可操作性强、设备较经济等优点,作为一种新的食品检测手段正在迅猛发展.特别是随我中国对食品安全问题的关注,生物传感器技术的研究引起人们的极大兴趣,有关论文和成果不断出现,其中,酶电极生物传感器是研究最多、应用最广的传感器类型.本文就近年来中国酶电极传感器的研究现状及发展策略进行探讨,期待能为食品生物传感器技术发展和开发应用提供有益的参考.

摘要： 本发明公开了一种酶固定化电极、燃料电池、电子设备、利用酶反应的装置、以及酶固定化基体，该酶固定化电极包括由多孔碳等构成的电极(11)、在电极(11)上的磷脂层(12)、以及固定在磷脂层(12)上的酶(13，14)。酶(13，14)例如是心肌黄酶和葡糖脱氢酶。可以在电极(11)与磷脂层(12)之间设置由蛋白质等构成的中间层。通过在利用酶的燃料电池中使用酶固定化电极作为负电极或正电极，可以将一种或多种酶固定在所述电极的最佳位置上，因此，提供了高效的酶固定化电极以及使用酶固定化电极的高效的燃料电池。

摘要： 本发明涉及固定在不溶于水的固体载体上的洛伐他汀酯酶，该酶共价连接于用至少的双官能偶合试剂活化的固体载体，在辛伐他汀和/或其盐存在下，固定化的洛伐他汀酯酶显示其对洛伐他汀及其盐的水解活性较对辛伐他汀及其盐的水解活性至少高5倍。本发明还涉及一种在不溶于水的固体载体上固定化洛伐他汀酯酶的方法，以及该固定在固体载体上的酶用于制备和/或分离和/或纯化辛伐他汀的应用，以及还涉及一种制备和/或纯化辛伐他汀的方法，包括用洛伐他汀酯酶处理含残留量的洛伐他汀盐的辛伐他汀盐溶液，直至水解洛伐他汀形成三醇；分离该三醇；并分离基本上不含洛伐他汀的辛伐他汀，其中使含残留量的洛伐他汀盐的辛伐他汀盐溶液与固定在不溶于水的固体载体上的洛伐他汀酯酶接触。此外，本发明涉及一种带有床的生物催化流动反应器，包含反应器本体(1)，该本体(1)具有连接液体进口(3)和液体出口(4)的内部空间(2)，在该内部空间(2)中存在含固定在不溶于水的固体载体上的洛伐他汀酯酶的床(5)。

摘要： 本发明提供了一种燃料电池，其能够防止固定在电极上的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和/或其衍生物被洗脱，且能够防止由于洗脱导致的性能劣化；以及该燃料电池的制造方法。一种生物燃料电池，其具有这样的结构，其中正极和负极经其间的质子导体彼此面对，该生物燃料电池经配置以使得酶用于从燃料提取电子，其中所述负极是由包括在表面上具有尺寸为2nm以上100nm以下的孔的碳和/或无机化合物且在碳和/或无机化合物上固定烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和/或其衍生物的电极构成。碳粒子、碳片或碳纤维用作碳。生物碳、科琴黑、活性炭等用作碳粒子。根据需要，酶反应所需的酶也可经芘衍生物等固定在碳上。

摘要： 本发明公开一种脂肪酶固定化载体、固定化脂肪酶及其制备方法、生物柴油的制备方法，涉及酶工程技术领域。所述脂肪酶固定化载体包括有机/无机杂化树脂。使用有机/无机杂化树脂作为脂肪酶固定化载体，针对脂肪酶亲极性和亲非极性的特点，所选树脂通过杂化，兼具有机材料与无机材料的优点，耐热性与附着性优异。通过因固化而生成的无机物如二氧化硅来“保护”树脂中耐热性弱的部分，因此可以获得较高的固定化率。本发明提出的脂肪酶固定化载体，能够有效维持脂肪酶分子的三维结构，减轻有机介质对脂肪酶分子结构的破坏，提高脂肪酶分子的稳定性；用于固定化脂肪酶具有环境耐受力强、催化效率高的优点。

摘要： 本发明公开了一种制备固定化酶或固定化蛋白质的方法以及固定化酶或固定化蛋白质。所述方法包括：将SpyCatcher共价结合在载体上；构建在N端或C端融合有SpyTag的目标酶或目标蛋白质；使共价结合有SpyCatcher的载体与融合有SpyTag的目标酶或目标蛋白质相互接触。所述固定化酶或固定化蛋白质包含载体、与所述载体共价结合的SpyCatcher、和在N端或C端融合有SpyTag的目标酶或目标蛋白质，所述目标酶或目标蛋白质通过所述SpyTag与所述SpyCatcher共价结合而固定在载体上。本发明还是涉及一种共价结合有SpyCatcher的载体及其用于从蛋白质混合物中将N端或C端融合有SpyTag的目标酶或目标蛋白质选择性固定化的用途。

摘要： 本发明提供了一种固定化酶电极、固定化酶传感器及其酶膜抗干扰的检测方法，属于生物传感器技术领域。本发明中所述固定化酶电极，包括检测电极和辅助电极；所述辅助电极包括依次连接的基础电极、固定化失活酶层和载体膜，所述固定化失活酶层固定的酶为失活的酶。本发明在样品测定时，测试检测电极和辅助电极基准值，由检测电极和辅助电极同时修正干扰所引起的信号的波动和变化，从而避免了由于酶膜“完整性”问题所造成的电极信号的干扰，提高测定准确性。

摘要： 本发明提供了一种仿生矿化固定化酶和辅因子的制备方法及仿生矿化固定化酶和辅因子，包括下列步骤：将酶液溶于磷酸盐缓冲溶液中，所述酶液中的目的酶带有组氨酸标签，将金属盐和辅因子加入酶液中，得到溶液A，其中所述金属盐中的金属离子可与所述磷酸根离子形成矿物，所述辅因子带有负电荷；将所述溶液A混合均匀后在室温下静置，得到沉淀B；将含有所述沉淀B的溶液A进行离心、洗涤，得到仿生矿化固定化酶及辅因子。本发明采用仿生矿化法同时将酶和辅因子固定在同一载体上，所得固定化酶和辅因子粒子形貌规则，粒径约为9～50μm且存在介孔结构；固定化酶和辅因子对高温、pH有很好的耐受性，重复使用和贮藏稳定性高，且该固定化解决了辅因子难以回收再利用的难题。

摘要： 本发明提供了一种酶固定化载体及其制备方法、固定化酶及其制备方法。该酶固定化载体包含树脂球基体、通过化学键链接在树脂球基体上的‑N(CH2COOH)2基团、以及通过配位作用螯合吸附在‑N(CH2COOH)2基团上的金属离子；其中，树脂球基体为氨基型甲基丙烯酸树脂和/或环氧基型甲基丙烯酸树脂，树脂球基体的粒径为200～700μm。基于此，本发明有效解决了现有技术中酶固定化载体对酶的兼容性较差、固定化效果差，且固定化酶活性较差、重复使用过程中稳定性较差的问题。

摘要： 本发明公开了羊毛固定化酶的制备方法及羊毛固定化酶柱反应器，属于固定化酶技术领域。羊毛是一种天然的柔性材料，其中角蛋白含量占据羊毛的80％以上，经过处理和表面修饰后的羊毛会暴露出许多有效的功能化基团，比如端氨基、端羧基和巯基等，且具有较好的生物相容性和机械强度，有利于酶的固定化。柱反应器在分析和生产中应用广泛，有着优异的传质性能，制备方法简单且可以重复利用，适合多种组分的分离纯化以及工业生产应用。本发明所得的羊毛固定化酶及羊毛固定化酶柱反应器有较好的催化能力和稳定性。本发明的优点在于工艺简单、制备条件温和、便于连续化生产。

摘要： 本发明公开了一种固定化β‑半乳糖苷酶的制备方法及固定化酶在制备低聚半乳糖中的应用。本发明提供了一种β‑半乳糖苷酶的固定化酶的制备方法，依次包括如下步骤：(1)将壳聚糖胶体在碱性液相环境中形成壳聚糖微球；(2)通过戊二醛活化将壳聚糖微球表面的氨基转化为醛基；(3)壳聚糖微球表面的醛基与β‑半乳糖苷酶上的氨基发生schiff碱反应，从而β‑半乳糖苷酶固定在壳聚糖微球表面。本发明提供的固定化β‑半乳糖苷酶的制备方法，操作简单，成本低廉，可以有效提高β‑半乳糖苷酶的酶学性质，能够有效提高固定化β‑半乳糖苷酶的利用效率。