固定化酶,是在一定空间范围内起到催化作用,可以重复使用的酶。
酶催化具有催化效率高、专一性高、反应条件温和、反应过程易于调控、对环境污染小等特点,在全球范围内得到广泛应用。通常情况下,酶催化反应在水溶液中进行,酶制剂呈现游离态,稳定性差,在高温、强酸强碱等条件下易失去活性,且与产物分离难度大,无法重复利用,导致生产成本高。
通过物理或者化学方法对酶进行处理(通常是将酶固定在载体上),将其限制在特定空间内,并保持酶的活性,即固定化酶。固定化酶具有结构稳定性高、使用温度与pH值范围扩大、催化反应过程易于控制、适合自动化生产、可回收重复使用、易与产物分离、便于存储运输、降低生产成本等特点。
固定化酶的制备方法主要包括吸附法(物理法),利用活性炭、多孔陶瓷等材料将酶吸附在载体表面;包埋法(物理法),利用凝胶材料将酶包裹在网格中;交联法(化学法),利用交联剂使酶分子之间交联形成网状结构;共价结合法(化学法),酶与载体之间通过共价键进行连接等。
固定化酶产品形式多样,主要包括颗粒状、线条状、薄膜状、管状等。其中,固定化酶颗粒可以装成酶柱,适合连续生产以及在反应器中应用。根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2029年全球及中国固定化酶行业研究及十五五规划分析报告》显示,固定化酶可以广泛应用在化学、生物学、医学、食品科学、环境科学等领域。例如在生物学、医学领域,固定化酶可以用来制备人胰岛素、青霉素、维生素等药品,以及应用在血栓消除、血糖检测、人工肾等场景。
2025年4月,山西双雁药业有限公司申请了一项名为“酶催化法制备氨苄西林的方法”的专利,利用固定化酶柱床实现6-APA和D-苯甘氨酸甲酯的缩合反应,制备得到氨苄西林,具有原料需求降低、产物杂质减少、制备工艺流程简化、产品质量提升等特点。
新思界
行业分析人士表示,固定化酶是酶制剂产品类型之一。在医药、食品、饲料等产业持续发展背景下,我过市场对酶制剂需求持续增长。2024年,我国酶制剂市场规模在390亿元左右,继续保持上升态势。由此来看,我国固定化酶行业拥有良好发展空间。但固定化酶依然存在制备过程中损失一定酶活性的缺点,生产工艺还有优化空间。
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