§ 1. Носители для адсорбционной иммобилизации

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.

46

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 >вдQд_-2££кт£оосажденил (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 удобещцегрсЦ 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

47

водный раствор фермента

частицы

_Я°ооо

о

электроды

юдюннас носителем

насос

оооо

о⁰о°о°⁰ о_о°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 нии_Л 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 .