一、酶的固定化

所谓酶的固定化是指将酶束缚或限制于一定区域内，但仍保留其催化特性并可回收和重复使用的一类技术。固定化酶与游离酶相比，主要有下列优点：（1）酶经过固定化处理一般稳定性有较大提高，对热、pH等的稳定性提高，对抑制剂的敏感性降低，有的酶具有了抗蛋白酶分解的特性；（2）产物不易被酶污染，简化后续的分离提纯工艺；（3）固定化酶具有一定的机械强度，可以采用搅拌或装柱的方式使用，便于生产过程实现管道化、连续化和自动化。酶固定化技术的显著优势使得该领域的研究一直受到广泛关注，工业化应用的例子也越来越多 ^[1-2] 。

固定化酶在使用过程中也存在着一些不足。例如，固定化操作容易造成酶的失活或者酶的渗漏，固定化所用的试剂和操作成本较高，这些不足一定程度上限制了某些固定化酶的大规模应用。对于固定化酶来说，影响其催化性能的两个重要因素主要是固定化方法和固定化载体。目前，研究者正着手从多个方面改进固定化方法和固定化载体，以期得到催化效率高、稳定性好、成本低廉的固定化酶，满足工业应用的需要。

二、酶的固定化方法

酶的传统固定化方式主要有四种：吸附法、共价结合法、交联法和包埋法等,同时这些原始方法又已经组合形成了上百种方法。近来实例表明，方法的合理组合常常能够解决由单一方法无法解决的问题^[3-4]。

2.1吸附法

吸附法主要是利用离子键、疏水相互作用、范德华力和氢键等相互作用将酶固定在载体上的一种方法。根据酶和载体之间结合力的不同，该法又可细分为物理吸附法和离子吸附法两种。物理吸附法主要以高吸附能力的非水溶性材料为载体，如硅藻土、分子筛、硅胶、多孔玻璃、氧化铝、大孔吸附树脂等；离子吸附法则是以含有离子交换基团的水不溶性材料为载体，利用酶与载体之间形成静电作用力来实现固定化，其常用载体有阴离子交换剂和阳离子交换剂^[5]。吸附法的突出优势在于工艺简单，操作条件温和、不易破坏酶分子的高级结构以及活性中心的构象，酶活回收率较高；载体选择范围大且大多廉价易得，此外吸附过程还可同时达到酶纯化的目的。但这种方法的不足之处在于酶与载体之间的结合力较弱，酶容易从载体上脱落下来。由于大多数酶不溶于有机溶剂，而且许多情况下，酶分子和载体之间不需要很强的结合力，因此吸附法常用于非水相反应中固定化酶的制备^[6-7]。

2.2共价结合法

共价结合法是固相载体表面上的官能基团和酶蛋白分子上官能基团之间发生应形成化学共价键而固定酶的方法。该法使酶与载体间连接牢固，不易发生酶脱落，且有良好的稳定性及重复使用性。

共价结合法的优点在于酶与载体之间的结合力比较牢固，所制备的固定化酶通常具有良好的稳定性和重复使用性。然而，与吸附法相比，这种方法的反应条件较为苛刻，同时由于发生了共价键结合，酶蛋白的高级结构容易产生变化，进而导致固定化酶的活力损失较大，甚至底物专一性等酶学性质发生改变^[8]。