的一个关键问题,也是酶工程的中心环节。
利用酶或细胞、细胞器等所具有的催化功能,借助于工程学手段提供产品并应用于工农业生产、环境保护以及医学临床诊断和监测等方面的一门技术。包括酶的分离提纯技术,酶的开发和利用,酶制剂生产,固定化酶和固定化细胞技术的开发和利用,酶反应器的研究与设计,酶电极的研究和利用,以及酶分子的修饰、改造技术,酶抑制剂和激活剂的研究、开发,酶的人工模拟和具有催化功能的大分子合成等。
这是酶的生产和应用的一个关键问题,也是酶工程的中心环节。
这些酶类主要包括工业用酶和农业用酶,如食品工业、化学工业、能源工业、环境净化、冶金采油等产业,这里既有新酶的开发,也有老酶的提高,如淀粉酶、木瓜蛋的酶、果胶酶、纤维素酶等,另外,还应包括医药用酶的开发利用,主要是直接用于临床治疗中的一些酶如尿激酶,链激酶等,还可以包括一些特殊功能的酶类,即极端环境下进行反应的酶,如耐酸、耐碱、耐高温、耐低温及能在有机溶剂中催化反应的酶类等。
将纯酶固定在载体上,做成固定化酶,它不但兼备了固定化细胞的优点,使产物回收提纯的工艺也大大简化,而且酶可反复利用,这是酶工程转化为产业的重要环节。目前,可说是酶工程的核心,这项技术主要包括固定化方法、固定化载体的选择和制备等。
酶反应器是进行酶反应的装置。它的选择直接关系到酶反应的效率,是酶工程转化为产业的关键设备。它是近十年才发展起来的一个新领域,发展很快,在短短的一年中,已从单酶反应体系为主的第一代反应器进入到有辅酶参与反应的多酶反应器系统,即所谓的第二代酶反应器。
由酶薄层与感受器组装成的一类电极。感受器反映酶薄层中底物或产物浓度的变化,它可以是离子选择性电极、电流型电极或电导型电极。酶薄层制备过程中以整体细胞代替游离酶进行固定化的电极又称微生物电极。
酶工程经过20年来的发展,已经形成了自己独立的技术体系,具有①不需除去样品中其他物质;②可反复使用;③测定过程不具破坏性;④灵敏度高;⑤响应时间短;⑥取样少;⑦比溶液酶测定精确等优点。因而在国民经济上产生了巨大的经济效益,例如在美国,利用酶工程从玉米淀粉生产高果葡糖浆。此外,利用酶工程的方法,也可大量生产氨基酸、维生素及薄荷脑等产品。
目前不少工厂已采用酶反应器装置,工厂就不必象以前那样定时分批地从发酵罐内取小样去测定,而可以通过生物传感器直接地和连续地进行动态监测(就位测量),现在有些工厂已采用这种方法来监测污水、废水及发酵罐中的二氧化碳、氨、氧和血液、尿中的尿素、尿酸、蛋白质、胆固醇及甘油三酯的含量。在医学临床应用方面已有酶联试剂诊断盒、酶疗法和酶传感器用于诊断等。酶工程技术已成为环境保护、发酵及医学临床应用的监测手段。
所有评论仅代表网友意见