酶工程制藥ppt課件-文庫吧資料
2025-01-11 20:15本頁面
【正文】 column reactor, BCR)是利用從反應(yīng)器底部通入的氣體產(chǎn)生的大量氣泡，在上升過程中起到提供反應(yīng)底物和混合兩種作用的一類反應(yīng)器。 FBR可用于處理黏度較大和含有固體顆粒的底物溶度，同時(shí)，亦可用于需要供氣體或排放氣體的酶反應(yīng)（即固、液、氣三相反應(yīng)）。 ? 特點(diǎn)是：底物溶液以足夠大的流速，從反應(yīng)器底部向上通過固定化酶柱床時(shí)，便能使固定化酶顆粒始終處于流化狀態(tài)。當(dāng)?shù)孜锶芏群腆w顆?；蝠ざ群艽髸r(shí)，不宜采用 PBR。它適用于各種形狀的固定化酶和不含固體顆粒、黏度不大的底物溶液，以及有產(chǎn)物抑制的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。將固定化酶填充于反應(yīng)器內(nèi)，制成穩(wěn)定的柱床，然后，通入底物溶液，在一定的反應(yīng)條件下實(shí)現(xiàn)酶催化反應(yīng)，以一定的流速，收集輸出的轉(zhuǎn)化液（含產(chǎn)物）。 ? 缺點(diǎn)是 ：攪拌漿剪切力大，易打碎磨損固定化酶顆粒。向反應(yīng)器投入固定化酶和底物溶液，不斷攪拌，反應(yīng)達(dá)到平衡之后，再以恒定的流速連續(xù)流入底物溶液，同時(shí)，以相同流速輸出反應(yīng)液（含產(chǎn)物）。 ? 缺點(diǎn)是：操作麻煩，固定化酶經(jīng)反復(fù)回收使用時(shí)，易失去活性，故在工業(yè)生產(chǎn)中， 間歇式酶反應(yīng)器很少用于固定化酶，但常用于游離酶。其特點(diǎn)是：底物與酶一次性投入反應(yīng)器內(nèi)，產(chǎn)物一次性取出；反應(yīng)完成之后，固定化酶（細(xì)胞）用過濾法或超濾法回收，再轉(zhuǎn)入下一批反應(yīng)。 反應(yīng)器類型 適用的操作方式 適用的酶 特點(diǎn) 鼓泡式反應(yīng)器 分批式 流加分批式 連續(xù)式 游離酶 固定化酶 鼓泡式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，剪切力小，混合效果好，傳質(zhì)、傳熱效率高 ,適合于有氣體參與的反應(yīng)。在工業(yè)生產(chǎn)中普遍使用。 3 各種酶反應(yīng)器的特點(diǎn)（了解） 反應(yīng)器類型 適用的操作方式 適用的酶 特點(diǎn) 攪拌罐式反應(yīng)器 分批式 , 流加分批式 連續(xù)式 , 游離酶 固定化酶 反應(yīng)比較完全，反應(yīng)條件容易調(diào)節(jié)控制。傳質(zhì)是指底物和產(chǎn)物在反應(yīng)介質(zhì)中的傳遞。 (2) 能用電腦自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)控，從而獲得最佳的反應(yīng)條件。 (4) 應(yīng)具有最佳的無菌條件，否則，雜菌污染使反應(yīng)器的生產(chǎn)能力下降。 酶催化反應(yīng)過程示意圖 過程調(diào)控 生物反應(yīng)器 消毒 原料 預(yù)處理 產(chǎn)物分離提純 產(chǎn)品 生物催化劑制備 空氣 除菌 能量 熱量 1 理想的酶反應(yīng)器的要求 ? 生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)： ? 使產(chǎn)品的質(zhì)量最高，生產(chǎn)成本最低 。它為酶催化反 應(yīng)提供 合適的場(chǎng)所 和 最佳的反應(yīng)條件 ，以便在酶的催化 下，使底物（原料）最大限度地轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物。 用于酶進(jìn)行催化反應(yīng)的容器及其附屬設(shè)備稱為酶反應(yīng)器。 ? 。 ? 桿菌 ? ,工業(yè)上應(yīng)用的包埋載體主要為 _________ 。 ? ? 三、多項(xiàng)選擇選擇 ? ，其基本途徑有_______。 ? ，不變 ，上升 ，下降 ，上升 ? PH向 ____偏移。 ? ? ，轉(zhuǎn)化效率高，適用于各種類型的生物反應(yīng)器。 ? ? ，固定化酶的酶活回收率較低。 是衡量穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。有兩種方法： 分批測(cè)量和連續(xù)測(cè)量。 （ 3）最適溫度和最適 pH常保持不變。 （ 1）有活性升高的現(xiàn)象。但大分子底物難于接近酶分子，導(dǎo)致酶的專一性發(fā)生改變。 最大反應(yīng)速度 Vm與天然酶接近。 帶正電荷載體 ：最適 pH 向酸性偏移。 多數(shù)酶固定化后熱穩(wěn)定性上升 ， 最適溫度也上升 （ 有例外 ） 。 ③固定化部分阻擋了外界不利因素對(duì)酶的侵襲。 （ 2）酶的穩(wěn)定性 酶的耐熱性、對(duì)變性劑、抑制劑、蛋白酶的 抵抗力增加。 如：氨基酰化酶， 70℃ ， 15分鐘，酶失去活性。 （ 4）管狀固定化酶 ： 特點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度大，切短后 可用于填充床式反應(yīng)器，也可組裝成列管式反應(yīng)器。 （ 2）纖維狀固定化酶：特點(diǎn)： 比表面大，轉(zhuǎn)化效率高，但 只適用于填充床反應(yīng)器 。 四、固定化酶和固定化細(xì)胞的性狀和性質(zhì) 形狀 （ 1） 顆粒狀固定化酶 ：包括酶珠、酶塊酶片和酶粉。 ? （ 3）固定化的成本：包括水、電、氣、設(shè)備和勞務(wù)投資。 ? （ 2）固定化酶在操作中的穩(wěn)定性：應(yīng)選擇最佳的固定化方法，以制備穩(wěn)定性高的固定化酶。 （ 4）交聯(lián)法：用多功能試劑對(duì)細(xì)胞進(jìn)行交聯(lián)的固定化方法。 ——應(yīng)用最多 的方法。原理同吸附法。 一般只用于單酶或少數(shù)幾種酶催化的反應(yīng)。 缺點(diǎn) （ 1）利用的僅是胞內(nèi)酶； ? （ 2）細(xì)胞膜、細(xì)胞壁和載體都存在擴(kuò)散限制作用； ? （ 3）載體形成的孔隙影響高分子底物的通透性。 ? 被限制或定位于特定空間位置的細(xì)胞稱為 固定化細(xì)胞。所以用包埋法制備的酶，一般只適用與小分子底物。酶蛋白幾乎不起變化，可適用與多種不溶酶的制備。例如，天門冬酰胺酶（ asparaginase)就是 用這種方法作成微膠囊。 雙功能試劑： 常用的是 戊二醛 O O H — C — CH2 — CH2 — CH2 — C — H 使用戊二醛的酶固定化的交聯(lián)方式 ： 酶分子之間共價(jià)交聯(lián)和與水不溶性載體共價(jià)結(jié)合酶分子； (a）酶分子之間用雙功能基團(tuán)的化學(xué)交聯(lián)試劑相互交聯(lián)成水不溶性的固定化酶；（ b）酶分子被結(jié)合到水不溶性載體上形成水不溶性的固定化酶
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