包埋技術(shù)簡(jiǎn)介

二、包埋技術(shù)的介紹1. 固定化技術(shù)的介紹1. 1定義自從1969年世界上第一次成功地使用固相酶技術(shù)以來(lái)，固定化技術(shù)正在以空理，使之成為水不溶的酶和固定的細(xì)胞，同時(shí)又能保持其活性，可反復(fù)使用。1. 2特點(diǎn)抱負(fù)的細(xì)胞固定化方法，應(yīng)當(dāng)具備以下8個(gè)特點(diǎn)：①應(yīng)當(dāng)能把握固定化細(xì)胞的大小和孔隙度；②所使用的原料應(yīng)廉價(jià)、易得，固定化本錢(qián)應(yīng)盡量低；③方法應(yīng)簡(jiǎn)便、易行，固定化過(guò)程應(yīng)盡可能溫存，盡量少損傷細(xì)胞；固定化細(xì)胞應(yīng)具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀構(gòu)造，在所使用的PH值和溫度下，不會(huì)被破壞；④在反響器內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，固定化細(xì)胞應(yīng)具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性；⑤用于制備固定化細(xì)胞的載體，對(duì)細(xì)胞應(yīng)當(dāng)是惰性的，即不損傷細(xì)胞；⑥固定化細(xì)胞應(yīng)當(dāng)使底物，產(chǎn)物和其它代謝產(chǎn)物能夠自由集中,由于產(chǎn)物和其它代謝產(chǎn)物常常能抑制細(xì)胞的酶反響，更需要能盡快集中開(kāi)去；⑦單位體積的細(xì)胞應(yīng)當(dāng)擁有盡可能多的細(xì)胞數(shù)，當(dāng)使用固定化活細(xì)胞時(shí)，更有此需。3分類(lèi)目前制備固定化細(xì)胞的方法有吸附法，包埋法，共價(jià)結(jié)合法、交聯(lián)法、多孔物質(zhì)包絡(luò)法、超過(guò)濾法，多種固定化方法的聯(lián)用等幾類(lèi)方法，其中以包埋法的應(yīng)用最為普遍。吸附法吸附法是指載體和細(xì)胞間通過(guò)物理吸附或化學(xué)鍵的作用結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)固定120纖維等。它又包括外表吸附法和細(xì)胞聚攏法兩種。包埋法共價(jià)結(jié)合法該法是利用細(xì)胞外表的反響基團(tuán)，如：氨基、羧基、羥基、巰基、咪唑基等與已活化的無(wú)機(jī)載體或有機(jī)載體相反響使之形成共價(jià)鍵，而成為固定化細(xì)胞的方法。但該法條件較難把握,往往簡(jiǎn)潔造成細(xì)胞的死亡。交聯(lián)法利用雙功能或多功能試劑，直接與細(xì)胞外表的反響基團(tuán)〔如氨基、巰基、咪唑基、酚羥基等〕發(fā)生反響，使細(xì)胞彼此交聯(lián)，形成網(wǎng)狀構(gòu)造，即成固定化細(xì)胞。常用的交聯(lián)劑有戊二醛、甲苯二異氰酸酯，雙偶氮聯(lián)苯等。其他此外，還有多孔物質(zhì)包絡(luò)法、超過(guò)濾法和多種固定化方法聯(lián)用等方式。如ＭａｎｓｆｅｌｄＹａｍａｕｓｈｉ等承受吸附-交聯(lián)法,即先將細(xì)胞吸附在樹(shù)脂上再用交聯(lián)劑交聯(lián)，提高了細(xì)胞的活性與穩(wěn)定性。除此以外還有包埋-交聯(lián)法、ＰＶＡ包埋-吸附法、細(xì)胞聚攏-交聯(lián)法、包埋-共價(jià)結(jié)合法等。1.4應(yīng)用固定化細(xì)胞技術(shù)最初主要用于工業(yè)微生物的發(fā)酵生產(chǎn)，隨著近年來(lái)的快速發(fā)展，已引起人們的極大關(guān)注，在食品與發(fā)酵工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、環(huán)境保護(hù)和能源開(kāi)發(fā)等各個(gè)領(lǐng)域中獲得了廣泛的爭(zhēng)論和應(yīng)用。包埋技術(shù)的介紹2. 1定義包埋法是將篩選出的優(yōu)勢(shì)菌種，通過(guò)集中進(jìn)入多孔載體內(nèi)部，或利用高聚物在形成凝膠時(shí)將優(yōu)勢(shì)菌種包埋在其內(nèi)部，從而制成固定化細(xì)胞的方法。2. 2分類(lèi)依據(jù)載體材料和方法的不同，可以分為凝膠包埋法和半透膜包埋法。凝膠包埋法是將細(xì)胞包埋在各種凝膠內(nèi)部的微孔中而使細(xì)胞固定的方法在由各種高分子聚合物制成的小球內(nèi)而使細(xì)胞固定的方法固定細(xì)胞最為廣泛。2. 3包埋技術(shù)的特點(diǎn)①方法簡(jiǎn)便，將細(xì)胞與單體或聚合物一起分散，細(xì)胞被包埋在形成的聚合物中；②條件溫存，可選用不同的聚合物載體，不同的包埋系統(tǒng)和條件，以保持細(xì)胞的酶催化活性；③細(xì)胞不易滲透，穩(wěn)定性好；④有較高的細(xì)胞容量，聚合體中的細(xì)胞含量可達(dá)50％－70％。4對(duì)包埋載體的要求固定化微生物細(xì)胞的有用化對(duì)包埋載體的要求包括：①固定化過(guò)程簡(jiǎn)潔、易于制成各種外形、能在常溫常壓下固定化；②本錢(qián)低；③固定化過(guò)程中及固定化后對(duì)微生物無(wú)毒；④基質(zhì)通透性好；⑤固定化密度大；⑥載體內(nèi)細(xì)胞滲出少，外面的細(xì)胞難以進(jìn)入；⑦物理強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性好；⑧抗微生物分解；⑨沉降分別性好。在這些要求中，1-2涉及固定化細(xì)胞制備的本錢(qián)，3-6針對(duì)固定化細(xì)胞的催化7-9則是出于對(duì)固定化細(xì)胞的操作穩(wěn)定性的考慮。目前，在試驗(yàn)及爭(zhēng)論過(guò)程中，常用的自然包埋載體有海藻酸鹽、卡拉膠、明膠、應(yīng)用中，有載體的單獨(dú)使用，也有它們的結(jié)合使用。海藻酸鈉及明膠簡(jiǎn)介3. 1海藻酸納海藻酸鈉是一種多糖類(lèi)線型自然高分子物質(zhì)，由D-甘露糖醛酸鏈段和L-古洛糖醛酸鏈段交替構(gòu)造組成。其構(gòu)造式如下：海藻酸鈉構(gòu)造式時(shí)，鈉離子與鈣離子進(jìn)展交換，生成海藻酸鈣。其中Ga2+起到交聯(lián)劑作用，使線性分子彼此相互連接形成空間網(wǎng)狀構(gòu)造，在確定條件下形成不溶性薄膜。交聯(lián)反響后構(gòu)造式如下：同時(shí)，海藻酸鈉完全無(wú)毒，比生物學(xué)上使用的其它高分子物質(zhì)更清潔，也不能被大多數(shù)微生物分解或作為基質(zhì)，所以是一種抱負(fù)的生物載體。3. 2明膠明膠為動(dòng)物的皮、骨、軟骨、韌帶、肌膜等含有的膠原蛋白經(jīng)局部水解后得到的高分子多肽的高聚物。在明膠的化學(xué)組成中，除16％以下的水分和微量無(wú)機(jī)鹽外，蛋白質(zhì)含量在8215,000～250,000明膠成品為白色或淡黃色，半透亮、微帶光澤的薄片或粉粒，不溶于冷水，但加水后5～10倍的水。明膠溶于熱水，與水形成熱可逆性凝膠。它明膠還有穩(wěn)定泡沫等作用。和海藻酸鈉一樣，明膠也是完全無(wú)毒的，它是含有18種氨基酸的蛋白質(zhì)，僅含極微量的灰分，是一種養(yǎng)分物質(zhì)。用作包埋載體時(shí)，不用考慮其毒性。3. 3相互作用經(jīng)爭(zhēng)論說(shuō)明，海藻酸鈉與明膠是相容的，混合后，溶液的粘度相對(duì)于單一溶液電荷間的靜電力作用。在凝膠過(guò)程中，應(yīng)是海藻酸鈉形成三維網(wǎng)絡(luò)的凝膠構(gòu)造,且海藻酸鈉帶有負(fù)電荷，能與明膠結(jié)合，從而使粘度上升。而明膠不參與凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成,只以靜電的包埋載體。、需要解決的問(wèn)題三作為一種益生菌，它要能對(duì)人體安康產(chǎn)生奉獻(xiàn)，其前提是益生菌本身必需具有，維持生命力；其次，活菌濃度夠高：依據(jù)Kopp-Hoolihan報(bào)告，根本上益生菌在成人要確實(shí)產(chǎn)生效果時(shí)，每日至少應(yīng)攝取109-1010cfu才夠，以一般市售酸奶活菌數(shù)量而言，這相當(dāng)于每日飲用1生效果；第三，耐胃酸且能在腸內(nèi)定殖。嗜酸乳桿菌具有較強(qiáng)的耐酸及耐膽汁鹽力氣，能順當(dāng)通過(guò)胃腸環(huán)境而定殖于大腸內(nèi)，充分發(fā)揮其安康促進(jìn)效果。可是，和其余菌種一樣，在未經(jīng)處理的條件下保存，菌種死亡率較高，不耐久存，使相應(yīng)的產(chǎn)品不能發(fā)揮其應(yīng)有的成效。因此，如何篩選出好的菌種并延長(zhǎng)其