酶与细胞固定化技术学习教案.ppt
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-12 格式:PPT 页数:104 大小:4.9MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学第一节概述第一节概述第一节概述第一节概述一、酶的固定化方法1、酶的固定化方法(四大类方法)吸附法包埋法交联法化学(huàxué)共价法其它(酶的逆胶束包囊法)/一、酶的固定化方法2、选择方法依据酶的性质载体的来源(láiyuán)、价格、机械性能、载体的功能基团和交联度等制备方法简便易行一、酶的固定化方法3、衡量依据测定固定化酶的活力,以确定固定化过程的活力回收率研究它的最适反应条件(tiáojiàn)(底物浓度、pH值、温度、离子强度等)稳定性和不稳定原因的探究对酶进行人工修饰,使其与载体的结合达到较为理想的构型和相容性二、酶的固定化技术(一)吸附法原理:主要是利用细胞与载体之间的吸引力(范德华力、离子键和氢键),使细胞固定在载体上,常用的吸附剂有玻璃、陶瓷、硅藻土、多孔塑料、中空纤维等此外还可利用专一的亲和力来固定细胞例:伴刀豆球蛋白A与酿酒(niànɡjiǔ)酵母细胞壁a-甘露聚糖具有亲和作用,故可将伴刀豆球蛋白A先连接到载体上,然后把酵母连接到活化了的伴刀豆球蛋白上二、酶的固定化技术(一)吸附法酶材料酶或结合在菌体(死细胞)及细胞碎片上的酶或酶系常用吸附剂各种矿物质以及无机载体(氧化铝,氧化铁,氧化钛,硅藻土,多空陶瓷,多空玻璃,羟基磷灰石等),及天然高分子载体淀粉、白蛋白等离子交换剂(离子强度增加(zēngjiā)或介质的pH、温度变化时,这种结合发生分解)二、酶的固定化技术(一)吸附法优点操作简便,条件温和,不会引起酶的变性失活载体廉价(liánjià)易得,且可反复利用缺点:结合相当弱酶的非特异性吸附常常会引起部分或全部失高浓度盐溶液或底物溶液可加速蛋白质的脱附。当要求酶的固定绝对牢靠时,采用吸附法是很不可靠的二、酶的固定化技术(一)吸附法例:将伴刀豆球蛋白A-琼脂糖4B50ml(在10mMPBSpH7.4含0.5MNaCl,1mMCaCl2和1mMMnCl2)与酶液(10mg/ml)5ml,在4℃,搅匀过夜,便成琼脂糖复合物用10mMNaAcpH4.5(1mMCaCl2和1mMnCl2)充分(chōngfèn)洗涤,直至测不出活性为度,最后再悬浮于10mlNaAcPBS中备用二、酶的固定化技术(二)包埋法概念:将酶或含酶菌体包埋在各种多空载体中,使酶固定的方法。可分为凝胶包埋法(网格型)和半透膜包埋法(微囊型)两种优点:一般不需酶的AA残基进行结合反应,很少改变酶的高级结构,酶活回收率高缺点:包埋时发生化学聚合反应,酶易失活,须巧妙设计反应条件(tiáojiàn)。另外网格结构影响底物和产物的扩散,有时,这种扩散会导致酶动力学行为的改变,所以此法只适合于小分子底物和产物的酶二、酶的固定化技术(二)包埋法海藻(hǎizǎo)酸盐包埋法海藻(hǎizǎo)酸钠与Ca2+,Mg2+,Al3+等多价离子间的转移凝胶作用,形成固定化细胞颗粒优点:海藻(hǎizǎo)酸盐价格便宜;包埋条件温和缺点:在高浓度电介质(K+,Na+)溶液中,固定化颗粒变得不稳定Ca2+等多价离子在磷酸缓冲溶液中易形成沉淀,固定化颗粒溶解二、酶的固定化技术(jìshù)(二)包埋法角叉菜糖包埋法K-角叉菜是一种含有许多硫酸根基团的多糖化合物。在K+离子存在下,它能立即生成凝胶缺点:对高浓度的Na+离子敏感固定化温度高,需要在37℃~55℃二、酶的固定化技术(二)包埋法聚丙烯酰胺凝胶在含酶(或细胞)的水溶液中,加入一定比例的单体(dāntǐ)丙烯酰胺和胶联剂N,N’-甲叉双丙烯酰胺,然后在催化剂(二甲氨基丙腈)和引发剂(过硫酸钾)的作用下低温(冰浴)聚合,形成凝胶缺点:丙烯酰胺对酶具有变性作用二、酶的固定化技术(二)包埋法聚乙烯醇(PVA)包埋法循环(xúnhuán)冷冻法,磷酸盐硬化法,硼酸硬化法优点:原材料价格便宜条件温和无毒害作用间同立构聚合物硼酸硬化法将聚乙烯醇在70℃~80℃进行(jìnxíng)水浴加热至完全溶解,然后冷却至35℃,与酶溶液(细胞悬浮液)混匀,滴加到饱和硼酸溶液中二、酶的固定化技术(二)包埋法半透膜包埋法界面沉淀(chéndiàn)法利用某些高聚物在水相和有机相的界面上溶解度极低而形成被膜将酶包埋操作:酶液在油溶性表面活性剂存在下在与水不互溶的有机相中乳化形成油包水的微滴,再将溶于有机溶剂的高聚物加入乳化液中,然后加入一种不溶解高聚物的有机溶剂,使高聚物在油-水界面上沉淀(chéndiàn)析出,形成膜将酶包埋,最后在乳化剂帮助下由有机相移入水相二、酶的固定化技术(jìshù)(二)包埋法半透膜包埋法界面聚合法利用亲水性单体和疏水性单体在界面发生聚合的原理包埋酶。例