交联法顾名思义利用的是交联试剂,这些交联试剂一般具有双功能或者多功能,与酶结合形成共价键,如果想要不同物理性质的固定化酶,可以在交联体系中加入一些材料添加剂。一般,交联法是其它固定化方法的辅助手段。固定乙酰胆碱酯酶的交联剂一般是乙二醛、乙二胺或戊二醛等较常用,其中又以戊二醛最为常用。然而,这种方法虽然很简单,但由于会扭曲构象或其活性部位的化学变化,可能会使乙酰胆碱酯酶的活性消失。

还有一种固定化酶的方法是在混合酶液与载体溶液中加入引发剂聚合,将酶固定在载体网格里,这种方法被称为包埋法。使用这种方法酶活力回收率较高,因为整个过程酶的构象以及酶分子的没有化学变化,而且反应条件十分温和。包埋法固定化酶也有弊端其常会扩散经常会被限制,还会受传质阻力的影响,不能与大分子的底物发生反应。乙酰胆碱酯酶可以被固定在三维基质中,如电引发聚合物膜或溶胶-凝胶等基质。这种固定化方法可以通过简单的一步就能将制备好的电极,酶、介质和添加剂同时存放于同一个传感层。酶的活性因为缺乏化学键,会在固定化过程中被保留。然而,这个方法有一些局限性,比如生物组件的浸出和扩散。因此,对于乙酰胆碱酯酶固定采用包埋法,经常需要增加操作和存储的稳定性。

载体偶联,又称共价结合法,指的是酶上的一些不必须基团和载体表面上的具有活性的基团之间以共价的方式紧密结合。这种以共价固定化酶的形式稳定性高,结构牢固,可多次利用。但这种法与其它固定方法相比反应剧烈,固定化酶活性不高。有许多研究利用这种方法来将乙酰胆碱酯酶固定在戊二醛或是碳化二亚胺,NHS可以与碳化二亚胺一起增强乙酰胆碱酯酶的固定化效率[12]。

1。4载体材料

载体材料作为固定化酶过程的一部分,其结构性能对固定化酶有很大的影响。目前,用于酶固定化的载体主要分为有机和无机两大类,天然高分子载体(如壳聚糖及其衍生物、纤维素、海藻酸钠等)和合成有机高分子载体(如大孔树脂、合成纤维等)属于有机载体类,而无机载体则主要包括硅胶、硅藻土、多孔玻璃、介孔分子筛等[13]。文献综述

天然高分子材料作为固定化酶载体的优点是原材料无毒且易得,传质性能好,但缺点是会被微生物分解,因此使用寿命较短。虽然合成有机高分子材料没有这一缺点,但其传质、耐热性差。而相比有机载体,无机载体稳定性更好可供使用的时间较长,价格一般不会过高,机械强度高,载体的表面性质能够调控,有pH耐受性,对环境没有污染,在目前的固定化酶研究中处于领先地位[13]。以下是几种常用固定化酶载体:

1。4。1纳米管

1991年,日本NEC公司发现了一种新型纳米材料——碳纳米管( carbon nanotube,CNT),是一种无缝中空管状结构,由碳原子石墨片围绕中心轴通过特定的角度卷曲形成 [14]。管子可以是单层或多层。碳纳米管的优点有很多,例如其具有良好的力学、电磁学和化学性能,是物理、化学、材料化学的研究热门。其应用也十分广泛,如场致发射[15]。但因为其不溶于任何溶剂在一些领域如生物医学,也受到了限制。但是目前,生物分子与碳纳米管结合体系是研究的热点。有实验研究把一些分子,像氨基酸、酶、DNA 等与碳纳米管结合,通过这种方式能使纳米管的水溶解性增加,使得它生物学能得以应用[16]。硅纳米管也适用于固定化酶,它的优点是能使固定化后的酶依旧具有原来的高活性,高稳定性和高耐受性。

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