固定化是一種技術,它涉及將酶、細胞或其他生物分子固定在特定的載體上,以限制它們的移動性並增強其穩定性。這種技術廣泛套用於生物工程和生物催化領域。固定化技術可以分為兩大類:固定化酶技術和固定化細胞技術。
固定化酶技術:
固定化方法:包括吸附法、共價結合法、交聯法和包埋法。
吸附法:通過物理或離子吸附將酶固定在載體上,操作簡單,但結合力較弱。
共價結合法:通過形成共價鍵將酶固定在載體上,結合牢固,但可能引起酶活力損失。
交聯法:使用雙功能試劑(如戊二醛)使酶分子之間形成共價鍵,結合牢固,但可能導致酶活損失。
包埋法:將酶包裹在凝膠或膜囊中,適用於多種酶,但需控制孔徑以防止酶洩漏。
固定化細胞技術:
固定化載體:分為無機載體(如矽藻土、活性炭)和有機載體(天然高分子凝膠如瓊脂、角叉菜膠和海藻酸鈣,或合成高分子凝膠如聚丙烯醯銨凝膠、聚乙烯醇凝膠)。
優點:提供充足空間供細胞生長,提高反應速度,防止細胞流失,簡化操作流程,減少營養基質浪費。
套用:
固定化酶和細胞可用於連續生產過程,提高產量和效率。
在生物反應器中,固定化細胞可以長期重複使用,降低生產成本。
固定化技術也用於環境治理,如污水處理和污染物的生物降解。
通過上述分析,可以看出固定化技術在提高生物催化劑的穩定性、效率以及促進生物反應過程的連續化方面發揮著重要作用。