固定化技术在医药上研究应用
摘要:综述了固定化技术制作方法及载体选择,以及固定化技术在医药方而研究与应用,并对固定化技术应用前景及存在问题进行了评述。
关键词:固定化技术;定点固定化;无载体固定化;医药
固定化技术是从60年代开始快速发展起来一项新技术,它是经过采取化学或物理手段将游离细胞或酶定位于限定空问区域内,使其保持活性并可反复利用一个基础技术。七十年代后,固定化微生物技术直接从固定化酶技术发展而来,微生物细胞固定化方法多个多样,任何一个限制细胞自由流动技术,都能够用来对微生物细胞进行固定化。固定化酶、固定化微生物细胞、固定化动植物细胞、生物传感器以及生物反应器研究快速发展,形成了一个范围广泛固定化生物催化剂研究领域。固定化技术已广泛应用到食品与发酵工业、有机合成工业北学分析、医疗诊疗、环境净化及能源生产等各个领域,充足显示其美好前景。
而固定化在生物技术方面最关键应用领域是固定化酶,因为固定化酶以其特有优点而含有宽广发展前景。它最大特点是既含有生物催化剂,又含有固相催化剂特征。与天然酶相比,固定化酶含有以下优点:①能够在较长时间内数次使用,而且在大多数情况下,酶稳定性提升。如固定化葡萄糖异构酶,能够在60～65。C条件下来连续使用超出1000h。固定化黄色短杆菌中延胡索酸酶用于生产L-苹果酸,连续反应一年,其活力仍保持不变。②反应后,酶与底物和产物易于分开,产物中无残留酶,易于纯化,产品质量高。③反应条件易于控制,可实现转化反应连续化和自动控制。④酶利用效率高,单位酶催化底物量增加,用酶量降低。⑤比水溶性酶更适合于多酶反应。
1固定化方法
11载体选择
固定化技术中使用载体需符合以下条件:固定化过程中不引发活性丧失;对酸、碱有一定耐受性;有一定机械强度;有一定亲水性及良好稳定性;有一定疏松网状结构,颗粒均匀;共价结合时含有可活性基团;廉价易得等。现在用于结正当载体关键有:碎石、卵石、煤渣、焦碳、硅藻土、多孔砖、石英砂、硅胶、沸石及活性炭等,它们可分别应用
于不一样处理工艺。用于包埋法材料有聚乙烯醇(PVA),聚丙烯酞氨(ACAM),聚乙烯乙二醇(PEG),琼脂、海藻酸钙、角义菜胶和聚丙稀酸等。值得注意是,通常载体都要经过活化后才能用于固定化技术,比如对于纤维素载体通常要引入脂肪族或芳香族氨基、梭基或硫羟基来活化羟基。
12固定化方法选择
固定化方法中研究最多是酶固定化方法,酶固定化方法可增加酶稳定性。现在关键固定化方法有:
12.1载体结正当载体结正当是结合于不溶性载体上一个固定化方法,依据结合形式不一样,可分为物理吸附法、离了结正当和共价结正当3种。
12.2交联法交联法是用双功效基团或双功效试剂,使酶与酶或细胞与细胞之问交联固定化方法。这一固定化方法附着牢靠,不易漏失,但因为固定化过程中包含化学反应,所以失活现象较为严重。
12.3包埋法包埋法是将酶或细胞包埋于聚合物中一个固定化方法,关键有以下儿种类型:网格型、微囊型和脂质型。包埋法制备方法简单,条件温和,通常不包含酶分了化学改变,所以酶活力回收率高,不过酶轻易漏失,催化反应受传质阻力限制,不易催化大分了底物反应。
12.4选择性热变性法选择性热变性法是将细胞在合适温度下处理使细胞膜蛋白变性,但不使酶变性而使酶固定于细胞内方法。
12.5定点固定化技术定点固定化技术是借助分了生物学方法,经过酶蛋白上特定位点与膜载体作用,在膜表面形成一个高度有序酶分了二维阵列。酶蛋白上作用位点远离催化活性中心,使底物能充足靠近活性中心。定点固定化方法关键有3种:抗体偶联法、生物素亲和素亲和法和氨基酸置换法。与固定化方法相比,定点固定化技术活力和固定量都有显著提升。
12.6无载体固定化技术无载体固定化技术取得重大突破是交联酶结晶(CLECs)技术[1],CLECs是一个无需载体、现有纯蛋白高度特异活性又对有机溶剂含有高度耐受性生物催化剂。荷兰Delft大学Sheldon小组提出一个用盐、有机溶剂或非离了聚合物等沉淀剂沉淀酶蛋白,得到酶聚集体,再用戊二醛交联无载体固定化方法—交联酶聚集体(CLEAs)技术[2]。CLEAs技术是继CLECs以后又一个无载体固定化技术。近儿年,交联酶聚集体技术已被成功地应用于青霉素酞化酶、脉酶、氧化还原酶和7种不一样微生物起源脂肪酶固定化。
12.7联合固定化技术联合固定化技术最初是把外来酶结合于固定化完整细胞上,以后大家又发展到将两种酶、两种微生物细胞以及生物催化剂(酶细胞)与底物或其她物质联