Носители для адсорбционной иммобилизации можно разделить на два основных класса — неорганические и органические. В качестве неорганических носителей главным образом используются кремнезем, оксиды алюминия, титана и других металлов, различные природные алюмосиликаты (глины), пористое стекло, керамика, активированный уголь и др. Среди органических носителей наибольшее распространение получили различные полисахариды н полимерные ионообменные смолы, коллаген.
Обычно носители применяются в виде порошков, мелких 1К0В и гранул. Иногда для снижения гидродинамического ►противления носители изготавливают в форме монолитов, про-гзанных большим числом узких параллельных каналов, разделенных тонкими стенками. Важнейшими характеристиками юсителей являются удельная поверхность, размер пор, механическая прочность и химическая стойкость.
2. Методика адсорбционной |м мобилизации
Иммобилизация ферментов путем адсорбции на нерастворимых носителях отличается исключительной простотой и достигается при.контакте водного раствора фермента с носителем. После отмывки неадсорбнровавшегося фермента препарат иммобилизованного бнокатализатора ютов к использованию. На практике для получения адсорбцион но -им мобилизованных ферментов применяются следующие методические подходы (рис. 3),
|
|
Статический способ {рис. 3, а) наиболее прост и состоит в том, что носитель вносят в водный раствор фермента и полученную смесь оставляют на некоторое время без перемешивания. Иммобилизация достигается за счет самопроизвольной диффузии фермента к поверхности носителя с последующей адсорбцией. Недостатком метода является то, что для получения препарата с высоким содержанием адсорбированного фермента и равномерного заполнения поверхности носителя последний приходится выдерживать в контакте с раствором фермента в течение длительного времени (несколько суток).
В лабораторной практике чаще всего применяется Способ с перемешиванием (рис. 3,6), при котором носитель суспендируется в растворе фермента и полученная смесь непрерывно перемешивается с помощью магнитной или механической мешалки или на лабораторной качалке. Этот способ гораздо эффек тивнее статического и обеспечивает более равномерное заполнение поверхности носителя адсорбированным ферментом.
Иногда для проведения адсорбционной иммобилизации при-меннют > вд Qд _-2££кт£оо сажде нил (рис. 3, в). В этом случае в раствор фермента погружаЮт^дв^а электрода, на поверхность одного йэ которых помешают слой носителя. При включении электрического тока молекулы фермента благодаря имеющимся на их поверхности заряженным группам начинают перемещаться в растворе в направлении соответствующего электрода н осаждаются на поверхности носителя.
|
|
Для технологического использования наиболее удобе щцегр сЦ несения в кодонке^ Существует две модификации этого метода. В ^оцно^йг^из^них через колонку, заполненную носителем, с помощью насоса прокачивают в направлении сверху вниз раствор
водный раствор фермента
частицы
Я°ооо
о
электроды
юдюннас носителем
насос |
оооо
о0о°о°0 оо°0°оо
о
1- 3. Способы адсорбционной иммобилизации ферментов
фермента в режиме непрерывном циркуляции (рис. 3,г). Б другом варианте метода направление потока изменено на противоположное, т. е. растпор фермента подается в нижнюю часть колонки (рис. 3,д), причем скорость потока подбирается так, чтобы частицы носителя оста вались во взвешенном состоя нииЛ образуя «кипящий слой». Метод нанесения б колонке обладает тем преимуществом, что позволяет проводить нанесение фермента, промывку, а затем и сам ферментативный процесс в одной и той же колонке без дополнительных манипуляций с носителем.