酶工程酶的固定化.ppt

酶和细胞的固定化细胞的固定化微生物细胞固定化——应用微生物电极及其特性（表2）被检测物微生物种类电极检测范围(mg·mL-1)感应时间(min)细胞群体/燃料电池10-3～10815维生素B1发酵乳杆菌燃料电池10-6～10-5(mL-1)360甲酸丁酸羧菌燃料电池10-2～210头孢菌素弗氏柠檬酸杆菌pH电极6×10-2～5×10-110烟酸阿拉伯糖乳杆菌pH电极5×10-3～10-160精氨酸屎链球菌氨电极10-2～2×10-110天冬氨酸短杆菌氨电极5×10-4～10-15赖氨酸大肠杆菌CO2电极10-2～10-15谷氨酸大肠杆菌CO2电极8×10-3～10-15谷氨酰胺黄色叠球菌氨电极2×10-2～15第96页,共113页，星期六，2024年，5月酶和细胞的固定化细胞的固定化植物细胞固定化植物细胞固定化技术是20世纪70年代发展起来的技术，为工业化生产天然产物提供了新的途径1979年，海藻酸钙固定化毛地黄细胞和长春花细胞成功植物细胞体积大，对剪切力较敏感，生产周期长，易聚集成团，发酵生产稳定性较差，产率不高，对植物细胞进行固定化之后，可以改进上述问题植物细胞固定化之后，可以采用连续培养的操作方式，能够连续地生产目标产物第97页,共113页，星期六，2024年，5月酶和细胞的固定化细胞的固定化植物细胞固定化——中空纤维固定化将植物细胞置于中空纤维的外壁与外壳容器的内壁之间，让细胞吸附在中空纤维外壁上培养液及O2可在中空纤维的管内流动，并透过半透膜管壁传递给外壁上的细胞经植物细胞代谢后的产物又通过中空纤维膜进入管内，随培养液流出优点近乎于植物体内物质的传递与交换方式，有利于细胞的生长和代谢的进行缺点有时纤维管会因阻塞而影响传质成本较高，难以大规模应用第98页,共113页，星期六，2024年，5月酶和细胞的固定化细胞的固定化植物细胞固定化——应用（表1）植物细胞固定化方法产物罂粟藻酸盐可待因酮?可待因澳洲茄聚苯氧化物甾类糖苷生物碱海巴戟藻酸盐蒽醌辣椒泡沫塑料辣椒素薰衣草藻酸盐蓝色素甜菜尼龙片?-花青素大豆中空纤维酚类唐松草藻酸盐小檗碱甘草藻酸盐反查尔酮烟草Xanthan/聚丙烯酰胺生物碱藻酸盐烟碱第99页,共113页，星期六，2024年，5月酶和细胞的固定化细胞的固定化植物细胞固定化——应用（表2）植物细胞固定化方法产物长春花琼脂糖Cathenamine?阿吗碱异构物琼脂或明胶色氨酸?阿吗碱藻酸盐色氨酸?阿吗碱蛇根碱藻酸盐/聚丙烯酰胺阿吗碱Xanthan/聚丙烯酰胺蛇根碱毛地黄藻酸盐毛地黄毒苷?地高辛甲基毛地黄毒苷?甲基地高辛胡萝卜藻酸盐毛地黄毒苷配基?杠柳毒苷配基芰毒配质?5?-羟基芰毒配基薄荷聚丙烯酰胺薄荷酮?新薄荷醇长叶薄荷酮?异薄荷酮第100页,共113页，星期六，2024年，5月酶和细胞的固定化细胞的固定化动物细胞固定化应用生物制药：多肽类激素、细胞因子、疫苗、药用蛋白的生产组织工程：人造皮肤、软骨，以及其他组织和器官动物细胞游离培养存在的问题动物细胞体积大，没有细胞壁保护，培养过程易受剪切力等外界因素影响生长缓慢，培养基组分复杂、昂贵，产率不高解决方法——动物细胞固定化贴壁依赖型细胞：细胞容易附着在载体表面生长，形成细胞集落，传代培养时需用蛋白酶消化悬浮细胞：非贴壁依赖型，一般无附着特性第101页,共113页，星期六，2024年，5月细胞的固定化动物细胞固定化——贴壁依赖型细胞转瓶法玻璃或塑料材质，内表面经处理后带电荷，增强细胞的黏附能力比表面积较小，细胞生长繁殖受到限制；可在转瓶内加进列管或多层平板，增大黏附面积微载体由带负电表面电荷的葡聚糖、明胶、纤维素、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯或玻璃等制成，直径一般为10～200?m比表面积大，对细胞生长和物质传递有利中空纤维操作方式同植物细胞固定化酶和细胞的固定化第102页,共113页，星期六，2024年，5月酶和细胞的固定化细胞的固定化动物细胞固定化——悬浮细胞凝胶包埋琼脂糖凝胶包埋：琼脂糖加热融化，冷却后与动物细胞混合，分散在石蜡油中，降温至10oC左右，得到微球状固定化细胞海藻酸钙凝胶包埋：动