固定化酶的优点,《酶工程》固定化酶和游离酶相比,有何优缺点?
本文目录索引
- 1,《酶工程》固定化酶和游离酶相比,有何优缺点?简答
- 2,固定化酶的固定化酶与水溶性酶相比的优缺点
- 3,1、简述酶工程的研究内容? 2、什么是固定化酶? 3、固定化酶和固定化细胞的特点和优点各是什么?怎样制备
- 4,什么是固定化酶?有何优点
- 5,固定化酶和游离酶相比,有何优缺点
- 6,为什么要进行酶的固定化,方法有哪些?
- 7,酶的固定化方法有哪些?各有何分缺点
- 8,简述酶的固定的方法及优点
- 9,直接使用酶,使用固定化酶和固定化细胞催化反应,都有哪些缺点
- 10,酶,固定化酶,固定化细胞催化反应各有什么优点?
1,《酶工程》固定化酶和游离酶相比,有何优缺点?简答
将酶从微生物细胞中提取出,将其与底物作用制造产品,也可以将提取出的酶用固体支持物(称为载体)固定,使其成为不溶于水或不易散失和可多次使用的生物催化剂,利用它与底物作用制造产品。未固定的酶或细胞用于工业生产,可以称为游离酶或细胞,固定的酶称为固定化酶 (immobilized enzyme)。 游离酶(细胞)与底物作用是一次性的,而固定化酶和固定化细胞与反应物作用可多次使用,有的可达几十、几百次,甚至连续使用几年。
2,固定化酶的固定化酶与水溶性酶相比的优缺点
优点:①固定化酶可重复使用,使酶的使用效率提高、使用成本降低。②固定化酶极易与反应体系分离,简化了提纯工艺,而且产品收率高、质量好。③在多数情况下,酶经固定化后稳定性得到提高。④固定化酶的催化反应过程更易控制。⑤固定化酶具有一定的机械强度,可以用搅拌或装柱的方式作用于底物溶液,便于酶催化反应的连续化和自动化操作。⑥固定化酶与游离酶相比更适于多酶体系的使用,不仅可利用多酶体系中的协同效应使酶催化反应速率大大提高,而且还可以控制反应按一定顺序进行。缺点:①固定化可能造成酶的部分失活,酶活力有损失。②酶催化微环境的改变可能导致其反应动力学发生变化。③固定化酶的使用成本增加,使工厂的初始投资增大、④固定化酶一般只适用于水溶性的小分子底物,对于大分子底物不适宜。⑤与完整菌体细胞相比,固定化酶不适宜于多酶反应,特别是需要辅助因子参加的反应。⑥胞内酶进行固定化时必须经过酶的分离纯化操作 。
3,1、简述酶工程的研究内容? 2、什么是固定化酶? 3、固定化酶和固定化细胞的特点和优点各是什么?怎样制备
酶工程的研究内容:
酶工程主要研究酶的生产、纯化、固定化技术、酶分子结构的修饰和改造以及在工农业、医药卫生和理论研究等方面的应用。
固定化酶:
固定化酶(immobilized enzyme),是用物理或化学方法处理水溶性的酶使之变成不溶于水或固定于固相载体的但仍具有酶活性的酶衍生物。
固定化酶和固定化细胞的特点和优点各是什么?怎样制备
固定化酶的特点和优点:
(1)同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次地使用;
(2)固定化后,和反应物分开,有利于控制生产过程,同时也省去了热处 理使酶失活的步骤;
(3)稳定性显著提高;
(4)可长期使用,并可预测衰变的速度;
(5)提供了研究酶动力学的良好模型。
固定化细胞的特点和优点:
1.使用固定化细胞省去了酶的分离过程,显著降低了成本。
2.固定化细胞为多酶系统,不需要辅助因子
3.增加了细胞对不利环境的耐逆性,可重复使用。
4.增加了酶的稳定性。
固定化酶制备:
1、吸附法:
过载体表面和酶分子表面间的次级键相互作用而达到固定目的的方法,是固定化中最简单的方法。酶与载体之间的亲和力是范德华力、疏水相互作用、离子键和氢键等。
2、包埋发:
将酶包埋在高聚物的细微凝胶网格中或高分子半透膜内的固定化方法。前者又称为凝胶包埋法,酶被包埋成网格型;后者又称为微胶囊包埋法,酶被包埋成微胶囊型。
3、共价键结合法:
将酶与聚合物载体以共价键结合的固定化方法。
4、交联法
使用双功能或多功能试剂使酶分子之间相互交联呈网状结构的固定化方法。由于酶蛋白的功能团,如氨基、酚基、巯基和咪唑基,参与此反应,所以酶的活性中心构造可能受到影响,而使酶失活明显。但是尽可能地降低交联剂浓度和缩短反应时间将有利于固定化酶活力的提高。
固定化细胞的制备:
一种固定化细胞的制备方法,包括以下步骤: a.选用甲烷利用细菌Methylomonas sp.GYJ3,在可供给微生物能量的甲烷和空气的混合气体中,辅以无机培养基进行培养; b.培养好的菌体细胞离心后用无机培养基悬浮,加入到硅酸钠溶液和盐酸溶液制成的溶胶中,待溶胶凝固变成凝胶后,就制得了包埋的细胞,将包埋细胞置于低温环境中以增加包埋强度; c.用磷酸盐缓冲液洗去包埋细胞的杂质,充入可给微生物提供能量的相应的甲烷与空气的混合气体,在摇床上培养48-120小时。
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4,什么是固定化酶?有何优点
所谓固定化酶,是指在一定的空间范围内起催化作用,并能反复和连续使用的酶。通常酶催化反应都是在水溶液中进行的,而固定化酶是将水溶性酶用物理或化学方法处理,使之成为不溶于水的,但仍具有酶活性的状态。 酶固定化后一般稳定性增加,易从反应系统中分离,且易于控制,能反复多次使用。便于运输和贮存,有利于自动化生产,但是活性降低,使用范围减小,技术还有发展空间。固定化酶是近十余年发展起来的酶应用技术,在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景。 扩展资料: 固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。 物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。但是,由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用,因此对一些反应不适用。 化学法包括结合法、交联法。结合法又分为离子结合法和共价结合法。是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上,使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。 参考资料来源:百度百科-固定化酶
5,固定化酶和游离酶相比,有何优缺点
优点: ①固定化酶可重复使用,使酶的使用效率提高、使用成本降低。 ②固定化酶极易与反应体系分离,简化了提纯工艺,而且产品收率高、质量好。 ③在多数情况下,酶经固定化后稳定性得到提高。 ④固定化酶的催化反应过程更易控制。 ⑤固定化酶具有一定的机械强度,可以用搅拌或装柱的方式作用于底物溶液,便于酶催化反应的连续化和自动化操作。 ⑥固定化酶与游离酶相比更适于多酶体系的使用,不仅可利用多酶体系中的协同效应使酶催化反应速率大大提高,而且还可以控制反应按一定顺序进行。 缺点: ①固定化可能造成酶的部分失活,酶活力有损失。 ②酶催化微环境的改变可能导致其反应动力学发生变化。 ③固定化酶的使用成本增加,使工厂的初始投资增大、 ④固定化酶一般只适用于水溶性的小分子底物,对于大分子底物不适宜。 ⑤与完整菌体细胞相比,固定化酶不适宜于多酶反应,特别是需要辅助因子参加的反应。 ⑥胞内酶进行固定化时必须经过酶的分离纯化操作 扩展资料 固定化酶的发展历史: 固定化酶的研究始于1910年,正式研究于20世纪60年代,70年代已在全世界普遍开展。酶的固定化(Immobilization of enzymes)是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内,仍能进行其特有的催化反应、并可回收及重复利用的一类技术。 固定化酶不仅在化学、生物学及生物工程、医学及生命科学等学科领域的研究异常活跃,得到迅速发展和广泛的应用,而且因为具有节省资源与能源、减少或防治污染的生态环境效应而符合可持续发展的战略要求。
6,为什么要进行酶的固定化,方法有哪些?
因为在有些反应相中,如果酶和产物混合在一起以后不好分离,会影响后续操作,此外,溶解相的酶有时候效率会比较低。
方法:
1、载体结合,将酶和一些高分子材料结合在一起。优点:制作简单,反应效率较高,比较适合大型工业化生产;缺点:适用的酶范围比较小。
2、交联,利用连接分子将酶相互连在一起形成高分子。优点:类似第一条;缺点:会产生酶的浪费,教练反应比较激烈会可能导致酶活性的降低。
3、包埋,将酶包裹在高分子材料所形成的网格中,包埋材料允许反应物通过,但不允许酶通过。优点:方法较统一,适合实验室操作,对酶和反应相限制较少;缺点:持久性差,包埋反应可能会减损酶活性。
7,酶的固定化方法有哪些?各有何分缺点
固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。但是,由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用,因此对一些反应不适用。化学法是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上,使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法.
8,简述酶的固定的方法及优点
与自然酶相比,固定化酶和固定化细胞具有明显的优点(也就是为什么要进行酶的固定化): 一、可以做成各种形状如颗粒状、管状、膜状,装在反应槽中便于取出,便于连续、反复使用。
二、稳定性提高,不易失去活性,使用寿命延长。
三、便于自动化操作,实现用电脑控制的连续生产。
方法:物理方法包括物理吸附法、包埋法等。 化学法包括结合法、交联法。
各种方法优缺点
1· 吸附法 :利用各种吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上而使酶固定的方法。 常用吸附剂有活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等。 采用吸附法固定酶,其操作简便、条件温和,不会引起酶边形或失活,且载体廉价易得,可反复使用。
2·包埋法 酶被裹在凝胶的细格子中或被半透性的聚合物膜包围而成为格子型和微胶囊型两种。优点酶包埋在聚合物中不易漏出;操作条件温和、对外界环境的缓冲作用大,可防止酶体的机械损伤,易于再生,产物分离提取容易。3·共价结合法(属化学法中的结合法)即酶蛋白的非必需基团通过共价键和载体形成不可逆的连接。共价结合法酶与载体之间结合紧密,不易脱落,稳定性好,但反应条件激烈,操作复杂,控制条件苛刻,活力损失较大
4·交联法 依靠双功能团试剂使酶分子之间发生交联凝集成网状结构,使之不溶于水从而形成固定化酶,此法制备的细胞与载体结合紧密,但制备麻烦,活力损失较大
9,直接使用酶,使用固定化酶和固定化细胞催化反应,都有哪些缺点
各自的缺点如下:
直接使用酶:对环境条件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很难被回收,不能被再次被利用,提高了生产成本;反应后酶会混在产物中,可能影响产品品质。
使用固定化酶:一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的。
使用固定化细胞:固定后的细胞与反应物不容易接近,可能导致反应效果下降。由于大分子物质难以自由通过细胞膜,因此固定化细胞的技术也受到限制。
10,酶,固定化酶,固定化细胞催化反应各有什么优点?
固定化酶与天然酶相比的优点:
(1)稳定性高。
(2)酶的利用率高,容易与底物分开,可回收重复使用。
(3)产物容易纯化,反应生成物中无残留酶。
(4)可实现连续化和自动化生产。
(5)减少三废排出。
固定化细胞与天然酶相比的优点:
(1)不需要进行酶的分离纯化,减少起始投资。
(2)酶的回收率高,酶在原有的细胞环境下,稳定性更高。
(3)细胞保持生命活动状态,细胞中的辅助因子可自动再生。
(4)细胞含有多酶体系。可催化一系列的反应。
(5)反应中抗污染能力强。