但是细胞对于生长环境的要求十分苛刻,它们需要的环境是在含有高浓度的磷酸盐或镁盐等阳离子溶液中生长,而通过海藻酸钠与氯化钙反应形成的海藻酸钙凝胶小球则稳定性不够,小球在反应中较易破碎和溶解,凝胶颗粒含有的机械强度和稳定性则是根据海藻酸盐和氯化钙的浓度不断改变总体而言不利于固定化技术的多次进行。所以,近几年来海藻酸盐最为合适的载体也一直是科学家研究的重点,希望能在其劣势上有所改进。文献综述
低成本、操作安全,可行性大是海藻酸盐作为固定化载体的优势,相信随着时间的发展,研究的深入,海藻酸盐的缺点将被克服,也会在实践生产中被更多的使用。
1。2。3。2 人工合成高分子载体
例如聚碳酯、聚氨基酸、聚乳酸都是合成高分子载体。与天然高分子载体相比合成高分子载体是人工合成的载体因此具有一定的可控性的,能够通过合成材料的改变使合成的载体材料无毒、并使其有较高的化学稳定性。而这些特性也正是天然高分子载体所缺乏的。
正如上段1。2。3。2天然高分子载体中所述,天然高分子载体也同人工合成高分子载体一样是不具有毒性的,并且还有很好的传质能力,但是它制得的凝胶颗粒含有的机械强度和稳定性都是有待提高的,这也会导致微生物的分解和破坏,所以使用合成高分子载体就可以针对天然高分子载体的不足通过人工加入合成的材料有效的改进这些问题。通常使用的人工合成高分子载体都是一些聚合物如聚乙烯醇、聚乳酸等。
聚乙烯醇是使用比较广泛的高分子载体材料,它能溶于水,主要用于包埋法固定细胞中。它溶解形成的凝胶相较于天然高分子载体有较好的机械强度和稳定性,基本没有毒性,细胞活性也基本没有损失,所以聚乙烯醇作为一种合成高分子载体未来的运用前景很广阔。但是在聚乙烯醇在也有需要改进的方面,在使用聚乙烯醇的凝胶溶液通过包埋法固定小球时,凝胶颗粒会聚集在一起,难以形成一粒粒独立的固定化小球,为了在这小球成型和传质能力上有所改进就需要从合成高分子载体的源头入手,在合成材料的性能方面入手进行研究。
1。2。3。3 无机载体
我们可以通过载体的结构来辨别哪个是无机载体,具有多孔的结构是无机载体的主要特征,通常使用的无机载体有如活性炭、沸石、氧化铝、多孔陶珠、硅藻土等,无机载体作为固定化载体的一种也有其自身使用的优势比如它与微生物接触后由于载体自身无毒,因此对微生物也不会产生毒性、它能在酸溶液或碱溶液中进行反应且稳定性好,不易被分解,此外无机载体由于都是一些常用的材料因此成本较低,因此无机载体也有其适用的范围。
无机载体多用于吸附法固定细胞中,当细胞接触到无机载体后,细胞会被无机载体所放出的电荷作用或无机载体自身的吸附作用固定,此外随着细胞的增多,无机载体也能够不断的吸附,无机载体能够吸附的细胞容量非常强大,它也在食品处理,环境整治已经生物发酵等各个方面都得到了利用。
陈文谋等[15] 就曾使用重组大肠杆菌细胞在无机载体多孔陶瓷的作用下将其固定合成了β-葡萄糖,反应后发酵液的酶活力相较于没有加入无机载体高出好多倍,并且被固定化的重组大肠杆菌细胞还能重复进行反应,反应后酶活力处于一个较高水平。
由于无机载体是依靠吸附能力来固定细胞所以它与细胞结合的不够紧密,细胞与载体之间容易,因此细胞在被无机载体固定化后,不适宜使用流化床进行下步反应,因为固定化细胞在流化床中可能会面临翻滚导致细胞脱落,但可以将无机载体与其他材料结合在一起使用,若其他材料传质效果较差但吸附性好,则正好利用无机载体的多孔性和易传质的特点,达到反应预期收率。