第七章 酶、細胞和原生質(zhì)體的固定化——2.ppt

1、 固定化細胞的定義 固定在載體上并在一定空間范圍內(nèi)能進行生命活動的細胞。 固定化活細胞能進行正常的生長、繁殖和新陳代謝。,7.7 細胞固定化,2、固定化細胞的適用對象,產(chǎn)胞外酶的微生物細胞 底物和產(chǎn)物分子易通過細胞膜 胞內(nèi)不存在產(chǎn)物的分解系統(tǒng)和副反應，可通過調(diào)節(jié)pH 或加熱等消除副反應的發(fā)生。,3、固定化細胞的特點 細胞特性+生物催化劑+固相催化劑 無須進行酶的分離純化 保持酶的原始狀態(tài)，酶回收率高 比固定化酶穩(wěn)定性高 細胞內(nèi)酶輔助因子可再生 細胞本身含多酶體系 抗污染能力強,7.7.1 細胞固定化的方法,吸附法 包埋法,1、吸附法,酵母細胞：pH3-5多孔陶瓷 植物細胞：中空纖維 動物細胞：

2、,2、包埋法,瓊脂凝膠包埋法 海藻酸鈣凝膠包埋法 角叉菜膠包埋法 明膠包埋法 聚丙烯酰胺凝膠包埋法 光交聯(lián)樹脂包埋法,固定化微生物細胞的特點 固定化微生物細胞保持了細胞的完整結(jié)構(gòu)和天然狀態(tài)，穩(wěn)定性好。 固定化微生物細胞保持了細胞內(nèi)原有的酶系、輔酶體系和代謝調(diào)控體系。 發(fā)酵穩(wěn)定性好，可以反復使用或者連續(xù)使用較長的一段時間。 固定化微生物細胞密度提高，可以提高產(chǎn)率。 提高工程菌的質(zhì)粒穩(wěn)定性。,7.7.2 微生物細胞固定化,利用固定化微生物生產(chǎn)各種產(chǎn)物 固定化微生物細胞制造微生物傳感器,2、固定化微生物細胞的應用,1固定化植物細胞具有下列特點： 提高植物細胞的存活率和穩(wěn)定性。 被束縛在一定的空間范圍

3、內(nèi)進行生命活動，不容易聚集成團。 可以簡便地在不同的培養(yǎng)階段更換不同的培養(yǎng)液，利于細胞的生長及生產(chǎn)各種所需的次級代謝物。 可反復使用或連續(xù)使用較長的一段時間，大大縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)率。 易于與培養(yǎng)液分離，利于產(chǎn)品的分離純化，提高產(chǎn)品質(zhì)量。,7.7.3 植物細胞固定化,吸附法：泡沫塑料、中空纖維 包埋法：多孔凝膠,2、植物細胞固定化的方法,3、固定化植物細胞的應用,1固定化動物細胞有下列特點： 提高細胞存活率 提高產(chǎn)率 可反復使用或連續(xù)使用較長的時間 固定化細胞易于與產(chǎn)物分開，利于產(chǎn)物分離純化，提高產(chǎn)品質(zhì)量。,7.7.4 動物細胞固定化,吸附法：轉(zhuǎn)瓶、微載體、中空纖維 包埋法：凝膠包埋、半透膜

4、包埋,2、動物細胞固定化方法,3、固定化動物細胞的應用,原則：破壞細胞壁分離出原生質(zhì)體同時不影響細胞完整性，更不能破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)。,7.8 原生質(zhì)體固定化,收集對數(shù)生長期細胞,懸浮在高滲溶液,加細胞壁水解酶,分離,原生質(zhì)體,7.8.1 原生質(zhì)體的制備,7.8.2 原生質(zhì)體的固定凝膠包埋法,瓊脂-多孔醋酸纖維素固定化法 海藻酸鈣凝膠固定化法 角叉菜膠固定化法 光交聯(lián)樹脂固定化法,（1）瓊脂-多孔醋酸纖維固定法：用生理鹽水配制3-4的瓊脂，加熱，溶解，滅菌后冷至50左右，與等體積一定濃度的原生質(zhì)體混合，將混合液滴加于多孔醋酸纖維上，置冰箱冷卻凝固。 （2）海藻酸鈣凝膠固定法：以3-6海藻酸鈉溶液與等

5、體積一定濃度的原生質(zhì)體混合，混合液滴入CaCl2溶液中，并浸泡1-2h。即成。,（3）角叉菜膠固定法 配制1-8角叉菜膠加熱溶解，滅菌后，冷卻至50左右，與等體積原生質(zhì)體混合，混合液滴入一定濃度的預冷KCl中，即得球狀固定化原生質(zhì)體。 （4）光交聯(lián)樹脂固定法 配制30-60濃度的光交聯(lián)樹脂預聚體加熱溶解后，在50左右加人1光敏劉與等體積的原生質(zhì)體混合后，攤成薄層經(jīng)紫外光照射，聚合后形成小塊，制成片狀的固定化原生質(zhì)體。 固定化原生質(zhì)體用于生產(chǎn)各種氨基酸、酶和生物堿等物質(zhì)以及甾體轉(zhuǎn)化等。,7.8.3 固定化原生質(zhì)體的特點,細胞結(jié)構(gòu)不完整但保持原有新陳代謝特性 有利于胞內(nèi)物質(zhì)的分泌及營養(yǎng)物質(zhì)的運輸和傳遞 穩(wěn)定性好