固定化酶：從策略到材料設計

陳海欣，張賽男，趙力民，陳 瑤,4

(1.廣東藥科大學醫藥化工學院，廣東廣州510000；2.廣東省化妝品工程技術研究中心，廣東廣州510000；3.南開大學藥物化學生物學國家重點實驗室，天津300071；4.南開大學藥學院，天津300071)

酶作為一種生物催化劑，與化學催化劑相比具有高效、專一、催化條件溫和等優點，在食品、化工、醫療、能源和環境等領域具有巨大的應用潛力。然而，在實際操作環境或極端條件(如高溫、強酸強堿或有機溶劑等)下，酶分子容易失活，且不易回收和重復利用，使得酶的工業化應用受到了很大限制[1-2]。為了解決酶的工業化應用問題，固定化酶技術應運而生。酶的固定化是指利用固體載體將酶束縛或限制于一定區域內，仍能保持酶特有的催化活性，并使其可回收及重復使用的一類技術[3]。固定化酶具有以下優點：①提高酶的穩定性。通過載體的保護作用，使其在較寬泛的pH、高溫或有機溶劑中仍保持活性。②提高酶的分離、回收效率和再利用性。可利用過濾等方法，簡單地將酶與產物分離，并回收利用。③提高酶的催化活性。通過載體固有的親疏水性等性質，調節酶的微環境及其與底物的反應環境，從而促進酶催化反應。④提高酶的選擇性。通過載體的空間位阻或孔道大小所提供的尺寸篩分等效應，可以選擇一定尺寸的底物進行催化[4]。

固定化酶技術早在1916年首次被發現[5]，自20世紀60年代以來得到迅猛發展。隨著固定化材料和酶工程領域的進一步發展，固定化酶的研究日益得到科研工作者的廣泛關注。……