4.3.1酶的固定化
所謂固定化酶,是指在一定空間內呈閉鎖狀態存在的酶,能連續進行反應,反應後的酶可以回收重複利用。
4.3.2細胞的固定化
通過各種方法將細胞與水不溶性的載體結合,製備固定化細胞的過程稱為細胞固定化。固定在載體上並在一定的空間範圍內進行生命活動的細胞稱為固定化細胞。目前,隨著基因工程技術的發展,固定化細胞技術也應用於基因工程菌。
主要的製備方法有吸附法和包埋法兩大類。
4.3.3固定化酶(細胞)的應用
固定化酶在研究酶的催化機製、酶亞基的性質、酶原激活機製等方麵,是很有效的工具和實驗模型。
固定化葡萄糖異構酶是世界上生產規模最大的一種,它可以用來催化玉米糖漿生產高甜度的高果糖漿。
生物傳感器可分成酶電極、微生物電極、免疫電極以及其他生物化學電極。把生化反應信號轉換成可定量的檢測信號。
食品工業中葡萄糖的含量是衡量水果成熟度和儲藏壽命的一個重要指標。利用酶電極型生物傳感器可很方便地分析白酒、蘋果汁、果醬和蜂蜜中的葡萄糖。
Albareda等用戊二醛交聯法將乙酰膽堿酯酶固定在銅絲碳糊電極表麵,製成一種可檢測濃度為10-10摩/升的對氧磷和10-11摩/升的克百威的生物傳感器,可用於直接檢測自來水和果汁樣品中兩種農藥的殘留。
生物傳感器在各種不同的領域如臨床醫學、過程控製、環境檢測、基礎研究、航空航天、半導體和計算機技術等方麵有廣泛的用途。
4.4酶反應器
酶催化劑進行反應所需的設備稱為酶反應器。酶反應器是遊離酶、固定化酶或固定化細胞催化反應的容器。
酶反應器設計的基本要求首先是通用性和簡單,反應器的規模和操作應該與產量相適應,用“大炮打蚊子”或用“手槍打航母”都是不合適的,應根據生產規模確定反應器的大小和操作方式來設計。一般可從以下幾個方麵考慮:①酶的形狀;②底物的性質;③酶反應動力學特性;④酶的穩定性;⑤應用的可塑性及成本等。
4.5與生活密切相關的酶
酶的應用範圍十分廣泛,這裏僅從以下幾個主要方麵對酶的應用做簡單介紹。
酶在食品工業中的應用很多,生物技術在食品工業中應用的代表就是酶的應用。酶製劑工業為食品工業提供了新的發展途徑,不僅改善食品色、香、味,而且提供了富有營養的新產品。當前,酶製劑在食品烘焙、果蔬、奶製品、肉類、飲料等工業中已經得到了廣泛的應用。
酶在輕工業方麵的應用主要有:①洗滌劑工業;③紡織工業;④日用化工和製革工業。
酶在醫藥方麵的應用多種多樣,可歸納為下列三個方麵:①用酶進行疾病的診斷:通過酶聯免疫測定,可以診斷腸蟲、毛線蟲、血吸蟲等寄生蟲病以及瘧疾、麻疹、皰疹、乙型肝炎等疾病。②用酶治療各種疾病,多巴是治療帕金森綜合征的一種重要藥物。
酶在分析檢測方麵的應用正逐步增多,酶的專一性可以使酶在一個複雜體係中,不受其他物質幹擾,準確地測出某一物質含量。利用酶催化作用的高度專一性對物質進行檢測,已成為物質分析檢測的重要手段。