[發(fā)明專利]載體表面相轉(zhuǎn)化法成膜固定化酶技術(shù)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210007894.8
• 申請(qǐng)日: 2012-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN102517277A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周小凡;郭青;馬金霞;吳偉兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N11/14
• 分類號(hào): C12N11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于酶固定化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制備固定化酶的工藝方法。

二、背景技術(shù)

固定化酶技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一項(xiàng)生物工程技術(shù)，是使生物酶得到廣泛而有效利用的重要手段。酶的固定化“Immobilization?of?Enzymes”是用固體材料將酶束縛或限制于一定區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行其特有的催化反應(yīng)，并可回收及重復(fù)利用的技術(shù)。與游離酶相比，固定化酶在保持其高效專一及溫和的酶催化反應(yīng)特性的同時(shí)，又克服了游離酶的不足之處，呈現(xiàn)儲(chǔ)存穩(wěn)定性高、分離回收容易、可多次重復(fù)使用、操作連續(xù)可控、工藝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。固定化酶的研究不僅在化學(xué)生物學(xué)、生物工程醫(yī)學(xué)及生命科學(xué)等領(lǐng)域異常活躍，而且因?yàn)榫哂泄?jié)省能源與資源、減少污染的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)而符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

傳統(tǒng)化固定化酶方法主要有以下幾種：(1)吸附法。即利用形成離子鍵、物理吸附等方法，將酶固定在纖維素、瓊脂糖等多糖或多孔玻璃、離子交換樹脂等載體上的固定方式。該方法雖易于操作，但吸附力弱，已固定的酶極易脫落。(2)共價(jià)結(jié)合法。先借助于一些方法在載體上引進(jìn)一活潑基團(tuán)，然后，此活潑基團(tuán)再與酶分子上的某一基團(tuán)反應(yīng)，形成共價(jià)鍵的方法。該方法固定的酶穩(wěn)定性較好，但在酶與活潑基團(tuán)反應(yīng)時(shí)易引起(3)包埋法。主要分為凝膠包埋法和微膠囊包埋法。凝膠包埋法是將酶或酶菌體包埋在凝膠內(nèi)部的微孔中，而微膠囊包埋法是將酶包埋在高分子半透膜中。(4)交聯(lián)法。利用雙功能或多功能交聯(lián)試劑，在酶分子和交聯(lián)試劑之間形成共價(jià)鍵，采用不同的交聯(lián)條件和在交聯(lián)體系中添加不同的材料，可以產(chǎn)生物理性質(zhì)各異的固定化酶。交聯(lián)法一般作為其它固定化方法的輔助手段。

載體表面向轉(zhuǎn)化法成膜固定化酶技術(shù)是以多孔性材料為載體，讓酶留著在多孔載體上，再以水不溶成膜材料溶液包裹多孔性載體，待成膜材料通過相轉(zhuǎn)化后，在多孔性載體表面形成薄膜而將酶固定化的方法。與傳統(tǒng)的固定化酶方式相比，該方法大大縮短了固定化過程所需時(shí)間、成本低，使用水不溶成膜材料作為成膜劑后，可防止固定化酶使用時(shí)發(fā)生水溶現(xiàn)象，減少酶在使用過程中的流失，增加固定化酶重復(fù)使用的次數(shù)。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種酶固定化的方法，其包括如下步驟：

步驟1：酶用蒸餾水制成1～10mg/ml的酶液，成膜材料用有機(jī)溶劑溶解配置成1～35％的溶液；

步驟2：取酶液1ml，與1～300mg多孔性載體混合，攪拌混勻，讓多孔載體充分吸收酶液，將多孔載體取出并置于室溫25℃干燥；

步驟3：多孔載體干燥后，加入成膜材料溶液0.5～2ml，使多孔載體與成膜材料溶液充分混合，然后在4℃冰箱中干燥；

步驟4：用緩沖液或蒸餾水沖洗干凈，直至檢測(cè)不出蛋白質(zhì)，即得多孔載體表面成膜的固定化酶。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有諸多優(yōu)勢(shì)：

1、本發(fā)明采用多孔載體作為載體，提高了固定化酶的比表面積，并且顯著地提高了固定化酶的活力。

2、本發(fā)明在應(yīng)用酶學(xué)領(lǐng)域中廣泛適用，理論上適用于幾乎所有類型的酶的固定化。

3、本發(fā)明對(duì)多孔載體的選用范圍較廣泛，理論上可選取幾乎所有類型的多孔載體，包括無機(jī)載體、有機(jī)載體和復(fù)合載體。

4、本發(fā)明對(duì)成膜材料的選用范圍較廣泛，理論上可選取幾乎所有類型的成膜材料。

5、本發(fā)明使用水不溶成膜材料，可防止固定化酶使用時(shí)發(fā)生水溶現(xiàn)象。

6、本發(fā)明可根據(jù)具體工程需要在多孔載體表面使用成膜材料進(jìn)行多次成膜固定。

7、本發(fā)明固定化速度快，制備工藝簡(jiǎn)單，易操作，成本低，能夠?qū)崿F(xiàn)大量生產(chǎn)。

8、本發(fā)明可根據(jù)產(chǎn)品不同的需要，選取不同尺寸的載體來制備不同尺寸的產(chǎn)品。

四、具體實(shí)施方式

實(shí)例一：(1)把葡萄糖氧化酶(GOD)配置成濃度為1mg/mL的酶液，丙烯酸樹脂(固含量46％)溶于丙酮，配置成0.5g/ml的溶液；(2)取上述配置好的1mL酶液，在其中加入0.3g空心磚，攪拌均勻，取出空心磚于室溫干燥；(3)空心磚工燥后，加入1mL丙烯酸樹脂溶液，攪拌使其充分混合，取出空心磚置于4℃的冰箱干燥；(4)用蒸餾水沖洗干凈備用。

固定化GOD的性能如下表：