固定化酶(immobilized enzyme)是20世紀60年代發展起來的一種新技術。所謂固定化酶,是指在一定的空間範圍內起催化作用,並能反覆和連續使用的酶。通常酶催化反應都是在水溶液中進行的,而固定化酶是將水溶性酶用物理或化學方法處理,使之成為不溶於水的,但仍具有酶活性的狀態。
4.1 戊二醛交聯法對固定化細胞酶活穩定性的影響
用4%的海藻酸鈉包埋5%的大腸桿菌細胞菌懸液,觀察在惡劣環境中儲存後的固定化細胞酶活力損失情況,將用戊二醛交聯的固定化細胞作為對比進行試驗,得出戊二醛交聯法對固定化細胞酶活穩定性的影響。結果如圖1,由圖可知,經戊二醛交聯過的固定化細胞在惡劣環境中儲存後,酶活力損失率較大,酶活穩定性明顯下降。
4.2 海藻酸鈉濃度對固定化細胞酶活穩定性的影響
取0.5g大腸桿菌溼菌體用不同濃度海藻酸鈉溶液包埋,觀察惡劣環境中儲存後其酶活損失情況,得出不同的海藻酸鈉濃度對固定化細胞酶活穩定性的影響。結果如圖2,由圖可知,隨著海藻酸鈉溶液濃度的增加,固定化細胞的酶活損失率先下降後增大,在海藻酸鈉濃度為4%時,固定化細胞酶活穩定性最高。
4.3 細胞濃度對固定化細胞酶活穩定性的影響
用濃度為4%的海藻酸鈉包埋不同濃度的大腸桿菌細胞菌懸液,觀察在惡劣環境中儲存後其酶活損失情況,得出不同的大腸桿菌細胞濃度對固定化細胞酶活穩定性的影響。結果如圖3,由圖可知,隨著細胞濃度的增加,固定化細胞酶活損失率增大,在細胞濃度為5%時,固定化細胞酶活穩定性最高。
4.4 儲存溫度對固定化細胞酶活穩定性的影響
取0.5g大腸桿菌溼菌體用4%海藻酸鈉溶液包埋,將固定化細胞放在緩衝液中儲存,並存放在不同的溫度環境裡,每隔24小時測定一次固定化細胞的酶活力,觀察其酶活損失情況,得出不同的儲存溫度對固定化細胞酶活穩定性的影響。結果如圖4,由圖可知,隨著儲存溫度的增加,細胞所處的環境越發惡劣,固定化細胞酶活損失率增大,在40℃時儲存可使固定化細胞酶活穩定性最高。 4.5 儲存時間對固定化細胞酶活穩定性的影響
取0.5g大腸桿菌溼菌體用4%海藻酸鈉溶液包埋,放置在70℃惡劣環境中儲存,每隔24小時測定一次固定化細胞的酶活力,觀察其酶活損失情況。隨著儲存時間的延長,固定化細胞酶活損失率逐漸增大,因此,想要保證固定化細胞的酶活力最高應儘量減短儲存時間,以便利用最大的酶活力。
5 結論
用包埋法固定大腸桿菌有多種載體,但鑑於其包埋後的效果以及製作過程的難易程度,海藻酸鈉包埋法最為合適,不僅在固定過程中不用涉及過多程式,而且海藻酸鈉固定大腸桿菌所需要的環境也比較適中。透過不同的固定化條件的選擇及不同的固定化細胞儲存條件,測得固定化方法對產天冬氨酸酶活穩定性的影響,可知在儲存固定化細胞的過程中,其酶活受自身及外界因素的影響逐漸下降。固定化細胞在經戊二醛交聯後酶活穩定性下降;海藻酸鈉濃度為4%時酶活穩定性高於濃度為3%和5%時的酶活穩定性;細胞濃度為5%時的酶活穩定性高於濃度為10%和15%時的酶活穩定性;在儲存溫度為40℃時的酶活穩定性高於溫度為50℃和70℃時的酶活穩定性。提高固定化細胞酶活利用率可從以下四方面進行研究:減少固定化過程中酶活性的損失,改善固定化酶活性的通透性,提高固定化酶活性的機械效能,提高固定化酶活性的穩定性。而提高固定化細胞酶活的穩定性對於工業生產尤為重要,可透過固定化條件的選擇及固定化細胞的儲存條件的改變尋找最佳組合方式來實現。
固定化酶(immobilized enzyme)是20世紀60年代發展起來的一種新技術。所謂固定化酶,是指在一定的空間範圍內起催化作用,並能反覆和連續使用的酶。通常酶催化反應都是在水溶液中進行的,而固定化酶是將水溶性酶用物理或化學方法處理,使之成為不溶於水的,但仍具有酶活性的狀態。
4.1 戊二醛交聯法對固定化細胞酶活穩定性的影響
用4%的海藻酸鈉包埋5%的大腸桿菌細胞菌懸液,觀察在惡劣環境中儲存後的固定化細胞酶活力損失情況,將用戊二醛交聯的固定化細胞作為對比進行試驗,得出戊二醛交聯法對固定化細胞酶活穩定性的影響。結果如圖1,由圖可知,經戊二醛交聯過的固定化細胞在惡劣環境中儲存後,酶活力損失率較大,酶活穩定性明顯下降。
4.2 海藻酸鈉濃度對固定化細胞酶活穩定性的影響
取0.5g大腸桿菌溼菌體用不同濃度海藻酸鈉溶液包埋,觀察惡劣環境中儲存後其酶活損失情況,得出不同的海藻酸鈉濃度對固定化細胞酶活穩定性的影響。結果如圖2,由圖可知,隨著海藻酸鈉溶液濃度的增加,固定化細胞的酶活損失率先下降後增大,在海藻酸鈉濃度為4%時,固定化細胞酶活穩定性最高。
4.3 細胞濃度對固定化細胞酶活穩定性的影響
用濃度為4%的海藻酸鈉包埋不同濃度的大腸桿菌細胞菌懸液,觀察在惡劣環境中儲存後其酶活損失情況,得出不同的大腸桿菌細胞濃度對固定化細胞酶活穩定性的影響。結果如圖3,由圖可知,隨著細胞濃度的增加,固定化細胞酶活損失率增大,在細胞濃度為5%時,固定化細胞酶活穩定性最高。
4.4 儲存溫度對固定化細胞酶活穩定性的影響
取0.5g大腸桿菌溼菌體用4%海藻酸鈉溶液包埋,將固定化細胞放在緩衝液中儲存,並存放在不同的溫度環境裡,每隔24小時測定一次固定化細胞的酶活力,觀察其酶活損失情況,得出不同的儲存溫度對固定化細胞酶活穩定性的影響。結果如圖4,由圖可知,隨著儲存溫度的增加,細胞所處的環境越發惡劣,固定化細胞酶活損失率增大,在40℃時儲存可使固定化細胞酶活穩定性最高。 4.5 儲存時間對固定化細胞酶活穩定性的影響
取0.5g大腸桿菌溼菌體用4%海藻酸鈉溶液包埋,放置在70℃惡劣環境中儲存,每隔24小時測定一次固定化細胞的酶活力,觀察其酶活損失情況。隨著儲存時間的延長,固定化細胞酶活損失率逐漸增大,因此,想要保證固定化細胞的酶活力最高應儘量減短儲存時間,以便利用最大的酶活力。
5 結論
用包埋法固定大腸桿菌有多種載體,但鑑於其包埋後的效果以及製作過程的難易程度,海藻酸鈉包埋法最為合適,不僅在固定過程中不用涉及過多程式,而且海藻酸鈉固定大腸桿菌所需要的環境也比較適中。透過不同的固定化條件的選擇及不同的固定化細胞儲存條件,測得固定化方法對產天冬氨酸酶活穩定性的影響,可知在儲存固定化細胞的過程中,其酶活受自身及外界因素的影響逐漸下降。固定化細胞在經戊二醛交聯後酶活穩定性下降;海藻酸鈉濃度為4%時酶活穩定性高於濃度為3%和5%時的酶活穩定性;細胞濃度為5%時的酶活穩定性高於濃度為10%和15%時的酶活穩定性;在儲存溫度為40℃時的酶活穩定性高於溫度為50℃和70℃時的酶活穩定性。提高固定化細胞酶活利用率可從以下四方面進行研究:減少固定化過程中酶活性的損失,改善固定化酶活性的通透性,提高固定化酶活性的機械效能,提高固定化酶活性的穩定性。而提高固定化細胞酶活的穩定性對於工業生產尤為重要,可透過固定化條件的選擇及固定化細胞的儲存條件的改變尋找最佳組合方式來實現。