新型材料固定化氧化还原酶进展

氧化还原酶可催化许多关键反应,在生物制造中具有重要的应用价值。本文关注新型材料在氧化还原酶固定化中的应用和进展,总结碳材料、导电高分子、金属-有机框架材料等以及复合材料固定化酶的研究现状。分析各种材料的介观结构、理化性能,及其在酶固定中的优势和缺点。探讨以提高材料生物相容性从而提升氧化还原酶稳定性和催化效率为导向的界面修饰调控的策略。着重介绍导电材料固定化氧化还原酶,及其在生物转化、生物传感器、生物燃料电池等领域应用。并对氧化还原酶固定化的发展趋势和所面临的挑战进行展望。     

不同材料固定化柚苷酶的比较

选取壳聚糖、海藻酸钠、活性炭和氧化石墨烯对柚苷酶进行固定化,比较不同材料对柚苷酶的载酶率和固定化酶活,得到较佳的固定化材料为氧化石墨烯,其载酶率达85.61％,酶活达410.50 U/g,重复使用7次后仍能保持72.38％的相对酶活.同时研究了不同条件对氧化石墨烯固定化柚苷酶催化活性影响,得到较佳的固定条件:载酶量为每克氧化石墨烯材料承载60 mg柚苷酶,固定化温度为20℃,pH值为4.0,固定化吸附时间为9h,优化后氧化石墨烯固定化柚苷酶的酶活为433.70 U/g,重复使用7次后仍保留78.62％的酶活.     

基于聚吡咯的基因电子学:电化学DNA生物传感器

导电聚吡咯因其特殊结构和优异物化性能,成为构建电化学DNA生物传感器的一种新的介导材料,同时为未来基因电子学的发展提供了新的思路.综述了近年来聚吡咯在电化学DNA生物传感器中的实际应用,讨论了聚吡略电化学DNA生物传感器构建中的电极选择、电极修饰及DNA探针固定化策略;结合微阵列、微流控技术及纳米材料,对聚吡咯电化学DNA生物传感器的研究动向和应用做了探讨性展望.     

固定化酶在工业中的应用

固定化技术作为一种能有效提高生产效率的手段正引起人们的广泛重视.大量研究表明,固定化酶在饮品澄清、合成生物柴油、生物制药等方面将有着广泛的应用.本文论述了其在工业生产尤其是食品、生物柴油、医药工业中的应用情况.     

蓝藻氢代谢相关酶的研究进展

化石能源的不可再生性以及其对环境的影响,使得探索新能源代替传统能源尤为重要.氢气具高效、环保、可再生的特性,是一种理想的能源.相比许多其它氢气制备方法,生物产氢不仅可以大规模、低成本,而且可减少环境污染,节约不可再生资源,因而越来越受到瞩目.蓝藻是一类良好的生物制氢材料,其氢代谢由固氮酶和氢化酶共同完成.固氮酶复合体由固氮还原酶和固氮酶组成,氢气是固氮过程中的副产物,可以被吸收氢化酶氧化.双向氢化酶既可以吸收氢也可以释放氢气.研究这两类酶的分子生物学特性,对生物产氢的发展有重大意义.     

共固定物—新型的发酵生物催化剂

固定化酶和固定化细胞业已用于工业、化学分析、环境保护等领域。近年来利用交联剂将酶与微生物细胞或两种微生物细胞结合起来形成的一种共固定化生物催化剂,又进一步扩大了固定化生物催化剂的应用范围。与普通的固定化酶和固定化细胞相比,这种新型的催化剂具有以下特点:1.可以充分利用细胞与酶的各自特点;2.固定化成本降低;3.热稳定性好;4.氧气利用效果好;5.产物转化率高。     

生物传感分析仪在共固定化酶中的应用研究

本文研究了生物传感分析仪在共固定化GOD-CAT树脂的过氧化氢(H2O2)质量浓度的测定和酶活力的表征中的应用。首先,采用过氧化氢电极法检测了反应液中过氧化氢的质量浓度,过氧化氢由不同GOD/CAT酶活比条件下制备的共固定化GOD-CAT树脂催化氧化葡萄糖生成,从而找出了最适的GOD/CAT酶活比;然后,采用葡萄糖氧化酶电极法检测了催化氧化过程中反应液中底物葡萄糖质量浓度的变化,提供了一种共固定化GOD-CAT树脂的活力表征方法,并以此为基础研究了共固定化GOD-CAT树脂的酶学性质。结果表明,共固定化GOD-CAT树脂的最适GOD/CAT活力比是1:1;共固定化酶的最适温度是45℃,最适pH值为6.0,其热稳定性、pH稳定性、操作稳定性及贮存稳定性较游离酶均有一定的提高。     

生物间接氧化法脱除硫化氢的研究

通过固定氧化亚铁硫杆菌来提高硫酸亚铁的生物氧化速率是实现生物脱硫工业化的关键,固定化菌体与游离菌体相比,具有活细胞密度高、细胞酶活力稳定性强等优点,试验以聚氨酯海绵作为固定化菌体的载体,利用三价铁盐吸收与氧化亚铁硫杆菌的生物氧化联合作用对硫化氢进行脱除试验.结果表明固定化菌体的Fe2+平均氧化速率得到显著提高,最大可达到0.348 g·L-1·h-1,是游离菌体Fe2+平均氧化速率的1.9倍;在实验最优条件下,反应器对进气中H2S浓度分别为2.28、9.11 mg/L的去除率可分别达到95%和91%,脱除效果显著.     

塑料生物分解的研究进展

本文综述了水解酶、氧化还原酶对通用高分子材料的生物分解性,并在综述高分子物性(化学结构、分子量、熔点等)与分解性关系的基础上,介绍了具有生物分解性的一些合成高分子材料。     

大规模动物细胞固定化培养研究进展

基于固定化载体的生物反应器技术是动物细胞固定化培养的主要手段。综述了近年来微载体，微囊化，无载体细胞自絮凝以及膜等固定化技术在动物细胞固定化培养中的应用及其进展。同时对动物细胞固定化培养中的场效应、多腔室和多细胞混合培养体系进行初步的探讨。     

纳米Cu2O可见光催化降解有机污染物的研究进展

以Cu2O为代表的p型半导体光催化材料由于成分简单,对氧的吸附能力强,能被可见光激发等优势正成为新的研究热点,具有良好的应用前景。论文综述了纳米Cu2O的制备、固定化及其在污染治理中的应用研究进展,提出了建立可见光-Cu2O-固定化的Fenton一体化的复合光催化体系,以彻底氧化分解有机污染物。     

辣根过氧化物酶酶学特性及应用进展

辣根过氧化物酶(HRP)是一种以亚铁血红素为氧化还原中心的过氧化物酶,从植物辣根的根部提取,目前被广泛地应用在污水处理、食品工业、有机合成和分析检测等领域.本文综述了辣根过氧化物酶的结构、固定化及辣根过氧化物酶在各个领域的应用,并对其工业应用前景及未来研究方向进行了探讨.     

细胞固定化及其在工业中的应用

简要地介绍和评述了细胞工程中细胞的固定化及其生物反应器的制备技术、特性和它们在工业中的应用概况及发展的趋势.     

碳酸酐酶在四氧化三铁上固定化及其性能表征研究

以四氧化三铁为载体,利用共价结合和交联法相结合的方法制备固定化碳酸酐酶(CA),通过单因素试验,得出CA最佳固定化条件,并对固定化酶进行性能表征.结果表明,在最优的固定化条件下,固定化酶的酶活回收率可达到66.90%,且其pH值稳定性、操作稳定性、热稳定性和贮藏稳定性明显高于同等条件下的游离酶,该固定化酶经5次催化水解底物后仍能保持62.58%的相对酶活.     

离子液体提高青霉素G酰化酶催化活性作用机制研究进展

青霉素G酰化酶(penicillin G acylase, PGA)是生物催化合成青霉素类和头孢菌素类等β-内酰胺抗生素的重要工业用酶,在药物中间体的合成、手性化合物的拆分、多肽合成过程中基团的保护和去保护等领域有重要的应用.设计与选择PGA固定化适宜的载体和酶催化反应介质,是提高PGA的合成活性和稳定性的有效途径.综述离子液体在青霉素G酰化酶固定化过程中的溶剂化作用和对载体的修饰作用以及催化反应的介质效应,分析离子液体阴阳离子的结构特点和体积大小、溶剂微环境、水活度及亲疏水性等因素对PGA催化性能的影响;总结介质效应及离子液体功能化提高催化剂活性的作用机制,并对离子液体在酶催化技术的应用前景提出展望.     

过氧化物酶在酚类废水处理中的应用

介绍了过氧化物酶在酚类废水处理中的应用现状以及合酚废水的危害及主要来源,其中包括辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、氯过氧化物酶及其相应的固定化酶在含酚废水及含难降解的芳香族化合物废水、造纸废水处理中的研究和应用．过氧化物酶不仅可降低有毒含酚污染物的含量,而且使用固定化酶技术必然会降低处理含酚废水的成本,提高酶的使用效果．     

辣根过氧化物酶在介孔碳CMK-3上在线固定化研究

利用顺序注射-紫外可见分光系统,根据介孔材料孔径和生物大分子尺寸相当的特点,采用介孔碳CMK-3为载体实现对辣根过氧化物酶的在线固定化,并实时评价了固定化辣根过氧化物酶的活性及操作稳定性.紫外可见光谱和氮吸附实验结果表明：介孔碳CMK-3能有效吸附辣根过氧化物酶,理论固载量为54.95mg/g;辣根过氧化物酶不仅吸附在CMK-3表面,而且能进入其孔道内,从而增强固定化辣根过氧化物酶的活性稳定性.     

甲壳质/壳聚糖及其衍生物在生物领域中的应用

甲壳质是一种含氨基的均态多糖,它既能生物合成,又可被生物降解,且不污染环境。壳聚糖是甲壳质脱乙酰化的产物,壳低聚糖是二至八糖的低聚糖。对甲壳质／壳聚糖及其衍生物以及壳低聚糖在种子被覆剂与植物活化剂、固定化酶和生物反应器的载体、菌体内核酸和毒素去除剂、扫描电子显微镜用试剂及膜的分离材料等生物领域方面的研究应用情况,尤其是近年来的进展进行了综述。     

固体氧化物燃料电池用导电陶瓷材料的研究进展

综述了导电陶瓷材料在固体氧化物燃料电池中的应用现状,分别从燃料电池的关键组件（电解质材料、阴极材料、阳极材料和连接材料等方面）对导电陶瓷的要求及其研究现状进行了讨论,提出目前研究广泛的导电陶瓷在固体氧化物燃料电池中存在问题。     

海藻酸钠固定化β-葡萄糖苷酶的制备及其性质研究

在活性炭、明胶等8种固定化载体筛选的基础上研究了以海藻酸钠为载体,戊二醛为交联剂固定化β-葡萄糖苷酶的条件,并对固定化酶的酶学性质及其在催化制备大豆异黄酮活性苷元染料木素中的应用进行了研究。β-葡萄糖苷酶在0.20%戊二醛溶液中交联2 h后再与20 g/L海藻酸钠混合,然后逐滴加到4 g/LCaCl2溶液中,固化1 h后过滤、洗涤得固定化β-葡萄糖苷酶,固定化酶的酶活回收率为83.67%。固定化酶的最适温度、热稳定性、pH值稳定性以及与底物的亲和力都有所提高,最适pH值基本不变。该固定化酶重复使用6次后其活力仍保持90.94%,染料木苷转化率达60.02%。