Биотехнология: Монография. Волова Т.Г. - 110 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

109
Недостатком методов иммобилизации на основе физической адсорб-
ции или ковалентного присоединения является необходимость использо-
вания достаточно больших количеств катализатора. Более того, химиче-
ская модификация, которой подвергаются ферменты в процессе иммоби-
лизации. Может существенно снижать их каталитическую активность.
Избежать этого можно при использовании методов иммобилизации фер-
ментов путем включения в полимерную структуру
.
В качестве полимерных носителей применяют природные и синтетиче-
ские материалы (альгинат, желатину, каррагинан, коллаген, хитин, целлю-
лозу, полиакриламид, фоточувствительные полимеры). Раствор фермента
смешивают с раствором мономеров носителя. Далее создают условия для
процесса полимеризации, в ходе которого происходит механическое
включение фермента в структуру носителя. Важным моментом является
равномерность распределения молекул фермента
в объеме носителя и од-
нородность получаемых агрегатов. Техника включения зависит от приро-
ды и свойств используемого материала, образуемые при этом биосистемы
имеют вид гранул, волокон, полимерных сеток, пленок и т.п.
Иммобилизация в полиакриламидный гель (ПААГ), который наиболее
часто используется для этих целей, заключается во внесении раствора
фермента в раствор
мономера (N, N
1
-метилендиакриламида). Далее в по-
добранных условиях быстро формируется гель в виде блока. Монолитный
гель измельчают, придавая частицам форму кубиков желаемого размера.
При использовании желатины или агар-агара вначале подогревают их рас-
творы, затем охлаждают и вносят фермент. В процессе последующего охла-
ждения происходит формирование геля. Полимеризация альгината проис-
ходит в
присутствии некоторых катионов. Поэтому на первом этапе сме-
шивают растворы фермента и мономеров этих полисахаридов, далее смесь
с помощью дозирующего устройства вносят в раствор, содержащий ионы
Ca
2+
или Ba
2+
(для альгината) или Al
3+
, Fe
3+
, K
+
или Mo
2+
(для каррагина-
на), при этом образуются сферические полимерные частицы в виде гра-
нул.
Гели в зависимости от природы используемого полимерного материала
отличаются по ряду показателей. Например, гели ПААГ недостаточно
прочные, но этого можно избежать при использовании ПААГ, содержа-
щего жесткую арматуру из керамики. При увеличении степени сшивки с
целью придания
большей прочности гелю возникают проблемы диффузи-
онных затруднений. Альгинатные гели отличаются высокой прочностью и
хорошими гидродинамическими свойствами, что не создает препятствий
для притока к активным центрам молекул ферментов субстрата и оттоку
образуемого продукта. При работе с альгинатом кальция важно отсутст-
вие в иммобилизационной системе хелатирующих агентов (фосфатов,
цитратов), которые, связывая кальций
, разрушают структуру геля.

Страницы