鬥輪堆取料機

[拼音]：gudinghuamei

[英文]：immobilized enzyme

是指經過一定改造後被限制在一定的空間內，能模擬體內酶的作用方式，並可反覆連續地進行有效催化反應的酶。固定化酶又稱固相酶。在理論研究上，固定化酶可以作為探討酶在體內作用的模型;在實際使用中，可使生產工藝自動化和連續化，提高酶的使用效率。

製備方法

固定化技術是通過化學或物理等手段將酶分子束縛起來供重複使用的技術。大致可分為載體結合法、交聯法和包埋法等。

載體結合法

將酶結合到非水溶性的載體上(圖1)。一般來講，載體的親水性基團越多，表面積越大，單位載體結合的酶量也越大。最常用的是共價結合法，此外還有離子結合法、物理吸附法。

（1）共價結合法是將酶蛋白分子上官能團和載體上的反應基團通過化學價鍵形成不可逆的連線的方法。在溫和的條件下能偶聯的酶蛋白基團包括有氨基、羧基、半胱氨酸的巰基、組氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、絲氨酸和蘇氨酸的羥基等。常用的載體包括天然高分子（纖維素、瓊脂糖、葡萄糖凝膠、膠原及其衍生物），合成高分子(聚醯胺、聚丙烯醯胺、乙烯-順丁烯二酸酐共聚物等)和無機支援物（多孔玻璃、金屬氧化物等）。共價結合法制備的固定化酶，酶和載體的連線鍵結合牢固，使用壽命長，但製備過程中酶直接參與化學反應，常常引起酶蛋白質的結構發生變化，導致酶活力的下降，往往需要嚴格控制操作條件才能獲得活力較高的固定化酶。

（2）離子結合法通過離子效應將酶固定到具有離子交換基團的非水溶性載體上的一種方法。能引起離子結合的載體，除具有離子交換基團的多糖類外，象離子交換樹脂（見離子交換劑）那樣的合成高分子衍生物也可用作載體。離子結合法與共價結合法比較，操作簡便，處理條件溫和，可以得到較多高活性的固定化酶。但載體和酶的結合力不夠牢固，易受緩衝液種類和pH的影響。

（3）物理吸附法將酶吸附到不溶於水的載體上而使酶固定化的方法。常使用的載體有活性炭、氧化鋁、高嶺土、矽膠、多孔玻璃、羥基磷灰石等。物理吸附法操作簡便、費用較省，可供選擇的載體型別多，有的可以再生。但酶與載體的相互作用較弱，被吸附的酶容易從載體上脫落，酶的非專一性吸附會引起酶的部分或全部失去。

交聯法

利用雙官能團或多官能團試劑與酶之間發生分子交聯來把酶固定化的方法（圖2）。常用的試劑有戊二醛、亞乙基二異氰酸酯、雙重氮聯苯胺和乙烯- 馬來酸酐共聚物等。參與此反應的酶蛋白中的官能團有N末端的 α- 氨基、賴氨酸的 ε-氨基、酪氨酸的酚基和半胱氨酸的巰基等。交聯法反應比較激烈，固定化酶的活力，在多數情況下都較脆弱。

包埋法

將酶包裹於凝膠網格或聚合物的半透膜微中，使酶固定化（圖3）。所用的凝膠有瓊脂、海藻酸鹽以及聚丙烯醯胺凝膠等；用於製備微囊的材料有聚醯胺、聚脲、聚酯等。將酶包埋在聚合物內是一種反應條件溫和，很少改變酶蛋白結構的固定化方法，此法對大多數酶、粗酶製劑、甚至完整的微生物細胞都適用。但此法較適合於小分子底物和產物的反應，因為在凝膠網格和微囊中存在有分子擴散效應。加大凝膠網格，有利於分子擴散，但使凝膠的機械強度降低。

應用

酶經過固定化後，比較能耐受溫度及pH值的變化，可製成機械效能好的顆粒裝成酶柱用於連續生產（或在反應器中進行批式攪拌反應），也可以製成酶膜、酶管等多種形式的酶反應器。隨著固定化酶技術的發展，許多工業生物反應過程已相繼問世（見表）。固定化酶作為現代生物技術的一個新的領域，發展很快。目前在工業上應用的數量並不多，這是因為在多數情況下酶的價格昂貴，一般酶活力的回收率不高，輔酶的再生較困難。所以，固定化酶作為生物催化劑主要用於生產精細的特殊化學品、藥品，在食品工業中由於生物催化劑較化學催化劑安全，也將得到廣泛使用。同時，固定化酶用於各種疾病的診斷、治療及人工臟器；用作化學分析的酶電極；固定化酶用作燃料電池；固定化酶用作親和層析手段，分離和提純酶的底物、輔酶、抑制劑及抗體等，顯示出廣闊的前景。