doc 酶膜生物反應(yīng)器中酶的固定化方法研究及其應(yīng)用進(jìn)展

1、酶膜生物反應(yīng)器中酶的固定化方法研究及其應(yīng)用進(jìn)展310藥物生物技術(shù)pharmaceuticalbiotechnology2006,13(4):310314酶膜生物反應(yīng)器中酶的固定化方法研究及其應(yīng)用進(jìn)展石陸娥,應(yīng)國(guó)清,唐振興,易喻,熊文悅(1.浙江工業(yè)大學(xué)化材學(xué)院博,杭州310014;2.浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院,杭州310014)摘要利用膜作為固定化酶載體的酶膜反應(yīng)器,能有效地將酶固定,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的原位分離,消除位阻效應(yīng)和抑制效應(yīng),且可連續(xù)操作,便于放大,已廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì),纖維素,淀粉等的酶解,污水處理等.文章對(duì)酶膜反應(yīng)器中的固定化方法研究進(jìn)行了分類,介紹并綜合了酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用,及存在問(wèn)題.對(duì)其前

2、景做了展望.關(guān)鍵詞固定化酶;酶膜反應(yīng)器;膜分離中圖分類號(hào):q814文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a文章編號(hào):10058915(2006)04031005酶作為生物催化劑,已廣泛用于制藥,食品,生化行業(yè).而其有效性和經(jīng)濟(jì)性在很大程度上取決于酶與反應(yīng)物的接觸方式和能否以恰當(dāng)?shù)姆椒▽⒚概c產(chǎn)物分開(kāi).吸附,包埋,共價(jià)交聯(lián),微束等固定化酶技術(shù)的迅速發(fā)展,改變了酶工程學(xué)的面貌近幾十年來(lái),膜分離技術(shù)已經(jīng)滲透到生物化工領(lǐng)域,它不僅能有效地對(duì)酶,蛋白質(zhì),生物制品等進(jìn)行分離,濃縮和純化,還能利用膜作為固定化酶的載體,實(shí)現(xiàn)酶的膜固定化.傳統(tǒng)意義上的膜固定化酶反應(yīng)器,通常是將一種不能透過(guò)高分子化合物的分離膜置入容器中,然后加入酶及底物,

3、使其進(jìn)行酶反應(yīng),其反應(yīng)生成物會(huì)連續(xù)不斷地透過(guò)分離膜,而被回收利用.這種酶雖然也被稱為固定化酶,但因酶和膜相對(duì)獨(dú)立,酶和膜的特征實(shí)質(zhì)沒(méi)有改變,因而酶在游離態(tài)時(shí)的一些缺陷如穩(wěn)定性差,使用壽命短等并未得到改善.目前隨著酶固定化技術(shù)和水平的提高,膜科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的不斷發(fā)展,各種膜固定化酶反應(yīng)器不斷涌現(xiàn),其克服了游離酶膜反應(yīng)器的缺點(diǎn),成為目前酶工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).國(guó)際已開(kāi)始用以生產(chǎn)卜天冬氨酸,卜蘋果酸,氨基青霉烷酸,酒精等.國(guó)內(nèi)對(duì)酶膜反應(yīng)器的研究剛剛起步.它的研究開(kāi)發(fā)將有助于推動(dòng)我國(guó)酶工程學(xué)的發(fā)展.1酶膜反應(yīng)器中酶的固定化方法隨著膜固定化技術(shù)的發(fā)展,特別是當(dāng)半透膜除了用于分離外,還被用作界面催化劑的載體

4、制各膜固定酶時(shí),酶膜反應(yīng)器的功能得到了拓展,因?yàn)樵诜磻?yīng)體系中多了一個(gè)固定相,可以進(jìn)行更復(fù)雜的酶反應(yīng),例如可以實(shí)現(xiàn)多相酶反應(yīng)體系將酶固定在膜上的方法有物理吸附法,化學(xué)交聯(lián)法,共價(jià)結(jié)合法,定點(diǎn)固定化等.1.1物理吸附法(凝膠層固定化)膜(或經(jīng)適當(dāng)處理過(guò)的膜)對(duì)膜蛋白有較強(qiáng)的吸附作用,借助膜的這種特性將酶溶液在膜反應(yīng)器中循環(huán)一定時(shí)間后便可實(shí)現(xiàn)酶的固定化.酶溶液進(jìn)行膜過(guò)濾后,因濃差極化而在膜表面形成一薄層酶蛋白凝膠層,這也屬于吸附法固定酶的一種方法(動(dòng)態(tài)固定化).或者酶被無(wú)催化活性的蛋白質(zhì)包圍在膜表面形成凝膠層,這種方法稱為共凝膠化固定法(靜態(tài)固定化).這種固定化法由于酶處于微細(xì)環(huán)境中,十分穩(wěn)定,酶的

5、失活較小,并且膠層內(nèi)酶濃度較高,因而反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也較高.但缺點(diǎn)是膜易被堵住.此法關(guān)鍵是選擇有適當(dāng)?shù)慕亓舴肿恿康某瑸V膜和膜組件構(gòu)型.這種反應(yīng)器的應(yīng)用見(jiàn)表l.表1凝膠酶膜反應(yīng)器1酶反應(yīng)物及用途酸性磷酸酶盧一葡糖苷酶盧一葡糖苷酶一半乳糖脫氫酶蔗糖酶蘋果酶脂肪酶脲酶變構(gòu)酶青霉素?；噶姿?一硝基苯脂水解纖維素二糖水解為葡萄糖4一硝基苯基葡糖苷d一半乳糖的氧化蔗糖l一蘋果酸轉(zhuǎn)化為丙酮酸脂肪水解尿素分解cmp的氨基水解青霉素除去側(cè)鏈成6一apa收稿日期:20060421修回日期:20060521基金項(xiàng)目:浙江省科技廳資助項(xiàng)目(2005c33004)作者簡(jiǎn)介:石陸娥,女,1979年9月生,浙江新昌人,博士

6、生,從事酶的固定化,分離純化等的研究.*通訊聯(lián)系人:email:gg墜g!:塑聯(lián)系電話:057188320803802石陸娥等:酶膜生物反應(yīng)器中酶的固定化方法研究及其應(yīng)用進(jìn)展3111.2化學(xué)交聯(lián)法膜材料上不存在反應(yīng)基團(tuán)時(shí),通過(guò)雙功能或多功能試劑的架橋作用,使酶與功能試劑形成共價(jià)鍵而實(shí)現(xiàn)酶固定化.常用的試劑有戊二醛,雙重氮苯胺和乙烯一馬來(lái)酸酐共聚物等.主要步驟是:1)用硅烷化試劑活化膜:2)用雙功能試劑與活化后的膜反應(yīng):3)在低溫下把酶固定在膜上.其應(yīng)用見(jiàn)表2.表2交聯(lián)酶(均以戊二醛為交聯(lián)劑)1.膜材料酶絲素絲素絲蛋白醋酸纖維素雞蛋白聚碳酸脂pvc一硅石甲基丙烯酸甲酯一二甲基丙烯酸乙酯糖化酶盧一

7、葡萄糖糖苷酶葡萄糖氧化酶膽固醇氧化酶葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶a淀粉酶胰脂肪酶1.3共價(jià)偶聯(lián)法膜表面含有活性基團(tuán)時(shí),酶與基團(tuán)以共價(jià)鍵方式結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)酶的固定化.這種方法固定的酶,結(jié)合牢固,半衰期長(zhǎng),但對(duì)于常用的中空纖維膜(聚砜膜,聚丙烯酰膜等)不太適用,還需對(duì)膜進(jìn)行修飾.共價(jià)偶聯(lián)法的缺點(diǎn)是對(duì)酶的活性影響較大.具體包括以下三種方法:1)疊氮法:疊氮法適用于表面帶羧基或羧甲基的膜材料.如羧甲基纖維素經(jīng)酯化后,用水合肼處理得到?；?再用亞硝酸處理制成疊氮衍生物,可與酶分子上的氨基,羥基等基團(tuán)反應(yīng)制成固定化酶膜.2)戊二醛法:戊二醛與膜材料上的氨基反應(yīng),生成具有醛功能的模板,再與酶蛋白上的氨基作用實(shí)

8、現(xiàn)酶的固定化.3)共價(jià)固定法:如利用載體上的縮醛結(jié)構(gòu)與酶分子上的氨基縮合;利用載體活化后形成的異氰酸或異硫氰酸衍生物與酶分子共價(jià)結(jié)合;利用溴化氰法,烷化法,碳二亞胺活化法固定化酶等.共價(jià)結(jié)合法固定的酶穩(wěn)定性高,但由于固定化過(guò)程反應(yīng)激烈,酶失活較嚴(yán)重,且載體不易再生.其應(yīng)用見(jiàn)表1.4利用相變法把酶或整個(gè)細(xì)胞包埋在膜的微孔結(jié)構(gòu)內(nèi).即將酶混入鑄膜液中,經(jīng)相變法形成凝膠膜或呈多孔海綿結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱膜,使酶包埋其中.也可將酶充填在中空纖維膜的多孔區(qū),然后再用復(fù)合膜使之封閉.但這些酶必須耐熱,對(duì)化學(xué)試劑穩(wěn)定.表4為包埋生物催化劑膜.表3共價(jià)偶聯(lián)酶膜4膜材料酶共價(jià)偶聯(lián)法絲蛋白葡萄糖氧化酶溴化氰或戊二醛醋酸纖維

9、素膽固醇氧化酶戊二醛改良醋酸纖維素糜蛋白酶溴化氰聚乙烯氟一改良纖維素多種酶溴化氰膠原葡萄糖氧化酶酰疊氮改良聚砜脲酶重氮化mrd2370葡萄糖氧化酶酰疊氮改良聚砜葡聚糖酶戊二醛改良尼龍脲酶重氮化尼龍胰蛋白酶碳二亞胺聚乙烯醇多種酶重氮化毛細(xì)管膜果糖轉(zhuǎn)移酶戊二醛聚丙稀腈假單孢菌戊二醛有機(jī)膜n一胰凝乳蛋白酶戊二醛表4包埋生物催化劑膜膜材料生物催化劑醋酸纖維醋酸纖維絲素聚乙烯純聚砜聚砜醋酸纖維素聚丙烯酰胺不對(duì)稱毛細(xì)管膜聚丙烯酰胺聚亞安酯聚丙烯酰胺氨基?；鸽迕柑腔赴肴樘擒彰皋D(zhuǎn)化酶硫化葉菌caldariellaacidophila天門冬氨酸酶延胡索酸酶天(門)冬氨酸酶與大腸桿菌精氨酸酶和天(門)冬酰胺酶

10、青霉素?；?.5將酶固定于中空纖維膜組件的殼層內(nèi)1即酶液或與交聯(lián)劑一同在無(wú)菌條件下采用反沖的方法進(jìn)入中空纖維膜組件的殼層或膜的多孔壁中.反應(yīng)物以擴(kuò)散或以對(duì)流的形式進(jìn)入膜中,即在酶的催化作用下進(jìn)行反應(yīng),然后生成物再以擴(kuò)散或?qū)α餍问诫x開(kāi)膜.1.6定點(diǎn)固定化技術(shù)(sitespecificimmobilization)l傳統(tǒng)的固定化方法一隨機(jī)固定化(randomimmobilization)常導(dǎo)致酶活力下降.這主要是因?yàn)槊傅鞍壮３Ｍㄟ^(guò)賴氨酸殘基上的一氨基與載體活性基團(tuán)偶合,酶表面分布有多個(gè)賴氨酸殘基,與載體作用時(shí)可以采取多種空間取向,酶蛋白多點(diǎn)附著在載體上,結(jié)構(gòu)變異,增加了底物接近酶活性中心時(shí)的空間

11、位阻,使酶活力下降:同時(shí),酶固定量312藥物生物技術(shù)第13卷第4期受到限制.定點(diǎn)固定化技術(shù)借助分子生物學(xué)方法,能有效克服這一弊端.即通過(guò)酶蛋白上的特定位點(diǎn)與膜載體作用,在膜表面形成一種高度有序的酶分子的二維陣列.酶蛋白上的作用位點(diǎn)遠(yuǎn)離催化活性中心,使底物能充分接近活性中心.與隨機(jī)固定化方法相比,酶的活力和固定量都有顯著提高.定點(diǎn)固定化方法主要有3種:1)抗體偶聯(lián)法.2)生物素一親和素親和法.即將生物素融合在酶的n一末端或c一末端,利用生物素一親和素的親和性,在固定有親和素的膜材料上實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)固定.vishwanath等利用此法將一半乳糖苷酶定點(diǎn)固定在聚醚砜膜上,酶活力比隨機(jī)固定化提高近20倍;3

12、)氨基酸置換法.即借助基因突變技術(shù),將半胱氨酸引人酶分子,利用半胱氨酸殘基上的巰基在膜材料表面實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)固定化.1.7酶先固定化,再在酶膜反應(yīng)器里進(jìn)行反應(yīng)m此處酶的固定化有常規(guī)的各種固定化方法.第一大類是載體結(jié)合法.載體結(jié)合法是將酶結(jié)合于水不溶性載體的一種固定化方法.根據(jù)結(jié)合的形式不同,又可分為物理吸附法,離子結(jié)合法和共價(jià)結(jié)合法等.第二大類是交聯(lián)法.第三大類是包埋法.此法可分為網(wǎng)格型和微囊型兩種,將酶包埋在高分子凝膠細(xì)微網(wǎng)格中的稱為網(wǎng)格型,將酶包埋在高分子半透膜中的稱為微囊型.包埋法只適合作用于小分子底物和產(chǎn)物的酶,因?yàn)橹挥行》肿硬趴梢酝ㄟ^(guò)高分子凝膠的網(wǎng)格進(jìn)行擴(kuò)散.適于網(wǎng)格型的高分子化合物有聚丙

13、烯酰胺,聚乙烯醇,淀粉,明膠,海藻酸等.2酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用采用酶膜反應(yīng)器,可以實(shí)現(xiàn)酶反應(yīng)的連續(xù)操作,提高產(chǎn)物得率.酶膜反應(yīng)器常用在大分子的水解,輔基再生系統(tǒng)的共軛反應(yīng),脂酶催化的水解與合成,逆向膠團(tuán)催化,污水處理等.2.1大分子的水解主要是指蛋白,糖類(淀粉和纖維索),肽類,麥芽糊精等大分子的水解.利用膜的篩分作用,可以將相對(duì)分子質(zhì)量較大的生物大分子與相對(duì)分子質(zhì)量較小的水解產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)原位分離,以部分甚至全部消除產(chǎn)物抑制,這就要求采用超過(guò)濾型反應(yīng)器,使酶和底物直接接觸.酶膜反應(yīng)器還可以用來(lái)控制反應(yīng)的深度.由于膜污染和產(chǎn)品附加值低,酶膜反應(yīng)器沒(méi)有得到充分有效的利用.這方面的應(yīng)用實(shí)例多集中在農(nóng)業(yè)一食品

14、領(lǐng)域,包括:(1)透過(guò)果膠水解來(lái)降低果汁粘度_1.;(2)通過(guò)將乳糖轉(zhuǎn)化為可以消化的糖類來(lái)降低牛奶和乳清中乳糖的含量m;(3)通過(guò)多酚化合物和花色素的轉(zhuǎn)化來(lái)進(jìn)行白酒的處理;(4)從牛奶產(chǎn)品中去除過(guò)氧化物等.2.2輔基再生系統(tǒng)的共軛反應(yīng)酶膜反應(yīng)器越來(lái)越多地用于不同純度的化合物包括光學(xué)活性物質(zhì)的合成.有些酶在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)需要輔因子如nad+,nadp,輔酶或atp來(lái)協(xié)助完成共價(jià)鍵生成,能量傳遞,基團(tuán)轉(zhuǎn)移和氧化還原反應(yīng).但是,這些輔因子通常價(jià)格昂貴,所以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用酶膜反應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)輔基的再生可較好地解決這一問(wèn)題.酶膜反應(yīng)器使輔基再生,一般是采用一共軛酶系統(tǒng)或共軛底物法.輔酶的需要量只要滿足反應(yīng)所需

15、量即可.采用共軛酶系統(tǒng),要求有輔基再生酶和較便宜的輔助底物.此酶利用輔助底物生成主反應(yīng)消耗掉的輔基.選擇輔基再生酶時(shí),關(guān)鍵要考慮副產(chǎn)物去除的難易和反應(yīng)平衡.醇,乳酸或葡萄糖脫氫酶都常被選用為輔基再生酶.采用共軛底物法,即一種酶催化兩種不同的底物,一反應(yīng)產(chǎn)生的輔基補(bǔ)充另一反應(yīng)輔基的消耗.如在醇脫氫酶合成外激素的主反應(yīng)中,可由另一輔助底物異丙醇在同種酶的催化下生成主反應(yīng)所需的nadp.根據(jù)反應(yīng)器的構(gòu)造和膜的多孔性,輔基可通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合到聚合物如peg上,使其截留在膜的一側(cè),通過(guò)分子篩或靜電斥力固定或處于游離狀態(tài).這種輔基再生反應(yīng)器可用來(lái)合成如nadph,氨基酸,含氧酸,醇,酸,6一磷酸葡萄糖,乙醛

16、,乳酸酯和內(nèi)酯等.大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用如以丙酮酸為底物在l一丙氨酸脫氫酶的作用下生成l一丙氨酸.通過(guò)副反應(yīng)甲酸脫氫酶氧化甲酸實(shí)現(xiàn)nad到nadp的再生.nadp固定在peg上.每一輔基分子循環(huán)利用可達(dá)500000次.酶膜反應(yīng)器能較易地實(shí)現(xiàn)多種酶的同時(shí)固定.這對(duì)多酶催化的順序反應(yīng)很有意義.有學(xué)者報(bào)道了酶膜反應(yīng)器在兩種酶順序反應(yīng)中的應(yīng)用.如kragl等用表異構(gòu)酶先將n一乙酰葡糖胺異構(gòu)化為乙酰甘露糖胺,然后添加丙酮酸,由裂解酶催化得到終產(chǎn)物.用淀粉生產(chǎn)麥芽糖漿采用盧一淀粉酶/異淀粉酶和一淀粉酶/葡糖淀粉酶雙酶系.2.3脂酶催化的水解e2o,21和合成反應(yīng)脂酶的特殊結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制,即其在相界面激活起作用使

17、得在酶膜反應(yīng)器尤其是在多相酶膜反應(yīng)器中脂酶的活性顯著提高,因?yàn)檫@有利于酶和底物的界面接觸.可以油脂為底物分解生成脂肪酸,單/雙甘油酯和甘油,或者合成酯類(包括酯交換反應(yīng)).這類反應(yīng)器,膜的一側(cè)是油相(有機(jī)相),另一側(cè)緩沖液不停流動(dòng).疏水性的膜材被油相浸濕,親水性的膜材被水相浸濕,反應(yīng)在界面上發(fā)生.脂酶可固定在膜的一側(cè).tanigaki有一改進(jìn)方法,用兩塊分別是親水的和疏水的膜隔離出一酶反應(yīng)室.水通過(guò)親水膜進(jìn)入反應(yīng)室:大豆油通過(guò)疏水膜滲透人反應(yīng)室,生成的甘油和脂肪酸重新通過(guò)膜擴(kuò)散回水相,油相再循環(huán).脂肪酶及酯酶,青霉素酰化酶和腺苷膠氨基酶可進(jìn)行光譜純藥物的合成.在手性藥物的制備時(shí),這些酶區(qū)別作用

18、于外消旋的對(duì)映體的特性使它們優(yōu)越于傳統(tǒng)的化學(xué)合成【2.隨著制藥的發(fā)展,酶膜反應(yīng)器必將在手性藥的大規(guī)模生產(chǎn)上發(fā)揮作用.已有采用中空纖維膜對(duì)脂肪酶催化石陸娥等:酶膜生物反應(yīng)器中酶的固定化方法研究及其應(yīng)用進(jìn)展313的環(huán)氧丙基丁酸酯對(duì)映體進(jìn)行分離.2.4逆向膠團(tuán)催化通過(guò)逆向膠團(tuán)體系將酶微膠囊化,采用酶膜反應(yīng)器進(jìn)行的酶反應(yīng),其主要限制因素是反應(yīng)體系中的表面活性劑帶來(lái)的污染.這使產(chǎn)物的分離純化及酶的回收變得困難.利用酶膜反應(yīng)器截留含酶逆向膠團(tuán)及分離產(chǎn)物,已被公認(rèn)為逆向膠團(tuán)酶反應(yīng)技術(shù)工業(yè)化最有前途的方法_2.超濾酶膜反應(yīng)器的合成半透膜能高效地截留反相膠團(tuán)(含酶或不含酶)和分離產(chǎn)物,同時(shí)保留逆向膠團(tuán)體系的獨(dú)特

19、反應(yīng)優(yōu)點(diǎn).但是,膜不能完全截留表面活性劑單體和水合膠團(tuán),給產(chǎn)物流帶來(lái)污染.khmelnitsky等把含酶的反相膠團(tuán)聚合,在酶膜反應(yīng)器采用這樣的酶體系,可避免表面活性劑對(duì)產(chǎn)物的污染,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物分離.2.5污水處理bodzek等研究了酶法去除可樂(lè)工業(yè)污水中的苯酚和氰化物.他們把酶固定在超率膜上,雖然處理時(shí)間比較長(zhǎng),但效果比較好.edwardsl2等研究了酚類混合物(苯酚,甲氧基苯酚,甲酚等)的降解,通過(guò)把多酚氧化酶固定到聚砜毛細(xì)管膜上,雖然酶活有所降低,但酶膜生物反應(yīng)器表現(xiàn)出了良好的氧化能力,而且很容易把產(chǎn)物從污水中分離出來(lái).edwards等還將多酚氧化酶固定在涂附有脫乙酰殼多糖膠層的聚砜膜上,于酶

20、膜反應(yīng)器內(nèi)氧化水中的酚類化合物.脫乙酰殼多糖膠層不僅能夠有效增加載酶量,減少反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)酶的抑制作用,從而提高反應(yīng)效率,而且還有利于水的脫色.jolivalt等報(bào)道了固定化漆酶在酶膜生物反應(yīng)器中分解污水中苯基尿素殺蟲(chóng)劑.固定化后酶活更加穩(wěn)定,處理能力更強(qiáng).還有報(bào)道用固定化酶膜生物反應(yīng)器去除污水中的苯磷二酚和苯酚_2.3存在問(wèn)題及發(fā)展方向存在問(wèn)題:(1)不均勻流動(dòng)分布限制了酶膜反應(yīng)器的應(yīng)用,尤其在中空纖維管道中,催化劑的分布及其不均勻,例如在啤酒酵母的研究中,某些中空纖維管道里幾乎沒(méi)有細(xì)胞.(2)酶或細(xì)胞間作用及其與膜的相容性及反應(yīng)器中膜與酶或細(xì)胞問(wèn)的相互作用既與疏水性和表面電荷有關(guān),也有可能是表

21、面化學(xué)所引起的.總結(jié)包埋酶的各種膜的影響,尚未發(fā)現(xiàn)指導(dǎo)膜材料選擇的一般規(guī)律.如聚砜膜可以使某些酶失活,如j8一半乳糖苷酶,0t一半乳糖苷酶和葡萄糖異構(gòu)酶,而丙烯酸膜不會(huì)使這些酶失活.但聚砜膜對(duì)蛋白酶和霉菌的乳糖酶卻毫無(wú)影響.但對(duì)酵母的乳糖酶有影響.這些問(wèn)題都尚待解決.(3)膜的機(jī)械損傷問(wèn)題長(zhǎng)期生產(chǎn)中,膜的物理?yè)p傷很嚴(yán)重,壓力較大時(shí)容易使膜破裂或崩解.(4)膜污染進(jìn)料中帶入的懸浮物質(zhì),以膠體狀存在的物質(zhì)以及微生物等都會(huì)在膜上形成覆蓋層,這就是通常所說(shuō)的膜污染.這種在操作過(guò)程中形成的覆蓋層是實(shí)際工作中經(jīng)常遇到的最大問(wèn)題,使膜反應(yīng)器的應(yīng)用受到限制,急需更優(yōu)的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題.這是膜式酶反應(yīng)器應(yīng)用中

22、的主要問(wèn)題.酶膜反應(yīng)器是未來(lái)酶生物反應(yīng)器發(fā)展的方向之一.其發(fā)展趨勢(shì)有:(1)將電壓作為溶質(zhì)跨膜輸送的推動(dòng)力,并用于酶膜反應(yīng)器的輔基再生技術(shù);(2)研究超濾膜截留固體產(chǎn)物的能力,在生成不溶產(chǎn)物的反應(yīng)中使用酶膜反應(yīng)器;(3)在多酶順序反應(yīng)體系中應(yīng)用酶膜反應(yīng)器;(4)采用酶膜反應(yīng)器生成手性藥物;(5)在縱深方向提高酶膜反應(yīng)器的效率;(6)開(kāi)發(fā)耐溶脹的膜材料.在酶膜反應(yīng)器中,由于有機(jī)溶劑的引入,常使膜發(fā)生溶脹,膜的彎曲因子,孔徑等發(fā)生改變,致使機(jī)械強(qiáng)度降低.另一方面,溶脹使膜靠在一起,喪失有效的傳質(zhì)面積.因此,開(kāi)發(fā)耐溶脹的膜材料成為酶膜反應(yīng)器發(fā)展的關(guān)鍵之一;(7)研制新型膜材料.提高膜材料與酶分子之問(wèn)

23、的相容性,減輕膜的污染,同時(shí)用模板技術(shù)或分子印跡技術(shù)進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)尺寸的調(diào)變,降低擴(kuò)散阻力是另一個(gè)膜材料重要發(fā)展方向.參考文獻(xiàn)1iiuzm,dubremetzjf,richardv,eta1.usefulmethodforthespatiallocalizationdeterminationofenzyme(peroxidase)distributiononmicrofihrationmembranej.journalofmembranescience,2005,267(1-2):2-7.2pugazhenthig,kumara.enzymemembranereactorforhydrolysis

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