4。8 分子模拟 20

5 总结与展望 21

致  谢 22

参考文献 23

1研究背景

1。1 固定化酶的应用

20世纪60年代，固定化酶这种相对较新的技术开始慢慢发展起来。这种技术模拟生物体内酶的作用方式，通过一些手段，使酶在你所选取的固体材料的特定部位结合，酶仍然有其特有的催化能力，而且固定化酶还能被重复利用 [1]。固定化酶相比游离酶不仅更加高效、专一，稳定，而且方便分离、能回收重复利用、可以连续操作、可控、固定化工艺较为简便等许多优点[2]。各个学科领域固定化酶都发展的十分迅速，而且因为固定化酶能节约资源与能源、减少甚至防治环境的污染，被人们认为是一种能可持续发展的优良技术，因此其在各个学科领域如化学、生物学、物理学、医学等都有很快的发展。

1。1。1固定化酶基础理论研究的应用

在基础理论研究方面，有很多固定化酶的可应用的地方。可以用的方面有能利用酶的作用机制，例如血栓溶解及凝血的生化过程、酶的结构与功能的研究等。在复制酶膜反应器方面也可以使用固定化酶来完成，这利用的是固定化酶能在相界面进行催化反应 [3]。若将多酶系统包埋在微囊中，可以在酶系统的定位、组装及代谢途径的研究等方面得以应用。如今，运用固定化蛋白酶、固定化糖营酶和固定化核酸酶等一些酶来降解生物大分子，并对其进行结构的分析，类似的这些应用在生物或者化学方面已经十分广泛了。例如，一些DNA序列分析是使用连续的固相酶柱，其原理是当DNA聚合测定时，同时放入dNTP，会释放出焦磷酸，用它来判定聚合反应是否发生。然后知道加入的是哪一种核苷酸就能从而推导出相应的DNA序列。这种方式自动化程度很高，并且还没有放射性污染。

1。1。2固定化酶在化学分析中的应用

在一些复杂的体系中，因为酶有专一性，且没有其他物质干扰，由此能确切地测出你想要测定的具体物质的含量。可是单纯酶并不适用这种方式，因为它们不稳定性而且价格高昂，在很多方面不能得到很好的利用。但如今有了固定化技术，在化学分析中可以使用的方面就广泛了许多，比如这个葡萄糖的检测的例子：

葡萄糖+O2葡糖酸+H2O2      （式1。1）

H2O2+DH2H2O+D（蓝色）     （式1。2）

DH2指的是还原型色素原，它在氧化后会由无色变为蓝色[3]。还有类似的一些还原型色素原比如葡萄糖氧化酶、过氧化物酶等，分析中常将这些还原型色素原固定在一些特殊的纸片上做成可以测定糖含量的试纸。若在需要检测溶液中使用这些检糖试纸试纸变蓝了，这就说明被测溶液中存在葡萄糖。而且试纸蓝色的深浅度会因为葡萄糖量的不同而深浅不一。因此这种方法可很简便地检测出体液，如血液尿液中的葡萄糖的含量，以此可以作为一种临床的辅助诊断依据，来判断病人是否患有糖尿病。

1。1。3固定化酶在环境中的应用

目前国家的工业一直在飞速发展壮大，但很多工厂在生产完成后还是会排放一些会污染环境的废水。废水对环境污染的严重性受到了人们越来越强的重视，但是因为废水一般成分非常复杂且多变，想要治理废水只利用一种酶，处理的效果并不会好。因此，在废水处理时往往会采用几种固定化酶一起使用的方式，使废水中不同的有机物变稳定。德国有一个把九种能对含硫磷废水降解的酶组合使用的实验，将这些酶固定在作为载体的多孔玻璃珠和硅胶珠上，处理效果佳，结果达到95%以上，并再继续此方式70天以后，效果依旧很好，酶的活性基本并没有变化[4]。这就验证了之前所说的在废水处理时，多种酶组合使用的作用大于单独只使用一种酶。然而即使是有了一些研究证明，固定化酶依然很难在废水处理方面得以广泛的应用。因为固定化酶本身成本就比较高，若是大批量地用来处理废水一般是无法承受的，另外它的活性半衰期只有二十天左右，机械强度也不太好，杂菌容易在酶柱和酶布滋生[5]。因为有这些原因，固定化酶在废水中一般只是用在一些小批量的特殊的废水处理上。中国也有很多关于使用这种方法处理废水的研究，比如有含氰废水和对一些特定的废水进行脱色等[6]。