Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Носители для адсорбционной иммобилизации

    Поставленные задачи решаются на основе современных методов исследования ферментов. Практическая направленность занятий связана с освоением различных методов регистрации скоростей ферментативных реакций, включающих использование сопряженных ферментных систем и метода радиоактивного анализа. С целью определения активности мембранных ферментов осваиваются техника получения различных субклеточных структур и приемы работы с различными типами детергентов. Проблемы структурного анализа ферментов решаются с привлечением методов избирательной химической модификации белков, флуоресцентных методов, а также методов ковалентной и адсорбционной иммобилизации на различных носителях, включая искусственные фосфолипидные мембраны (липосомы). Кроме того, осуществляется практическое знакомство с различными аспектами кинетического исследования ферментов осваиваются различные способы оценки кинетических параметров, ингибиторный анализ, проводится исслс- [c.329]


    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 и полимерные ионообменные смолы, коллаген. [c.46]

    Адсорбционная иммобилизация антигенов. Многие макромоле-кулярные антигены — пептидные гормоны, белки, ферменты, липо-полисахариды, денатурированная ДНК н т. д., а также целые вирусные частицы, компоненты клеток (например, рибосомы) и целые клетки могут быть связаны с поверхностью полимерных н неорганических носителей путем адсорбции в условиях, идентичных описанным для иммобилизации антител. Различия чаш,е всего относятся к оптимальным значениям pH, которые могут изменяться от нейтральных до ш,елочных (pH 6,8—9,6) в зависимости от заряда сорбируемой молекулы. Длительность процесса адсорбции и максимальное количество связанного с поверхностью антигена являются характеристиками, индивидуальными для каждого процесса и зависящими от гидрофобности, заряда и молекулярной массы Молекулы. Однако для многих антигенов время, необ- [c.212]

    Адсорбция ферментов на нерастворимых носителях. При адсорбционной иммобилизации белковая молекула удерживается на поверхности носителя за счет электростатических, гидрофобных, дисперсионных взаимодействий и водородных связей. Адсорбция была первым методом иммобилизации ферментов (Дж. Нельсон, [c.88]

    Носители для адсорбционной иммобилизации [c.46]

    Удельная поверхность и пористость носителя. Сорбционная емкость носителя пропорциональна его удельной поверхности. В приложении к белкам (ферментам) эта закономерность, однако, действует только в том случае, когда носитель непористый или когда диаметр пор намного превосходит размер белковых молекул. Если же поры настолько малы, что не могут вместить молекулу фермента, то для белка оказывается доступной только часть общей поверхности, т. е. сорбционная емкость носителя по отношению к ферменту небольшая, несмотря на очень большую общую удельную поверхность. Критерий для определения оптимального размера пор носителя для адсорбционной иммобилизации ферментов был предложен Р. Мессингом (1976), который изучал адсорбцию различных ферментов на пористом стекле и керамических носителях с калиброванным размером пор. В соответствии с этим критерием диаметр пор должен приблизительно в два раза превосходить размер молекулы белка в направлении ее максимального удлинения. При этом предполагается, что молекулярные размеры субстрата намного меньше, чем фермента, так что молекула субстрата заведомо способна проникнуть в пору, где находится сорбирован- [c.49]


    Температура. Повыщение температуры оказывает двоякое воздействие на процесс адсорбционной иммобилизации. С одной стороны, сильное нагревание приводит к потере ферментативной активности вследствие тепловой денатурации белковой глобулы. С другой стороны, рост температуры обычно обеспечивает ускорение процесса благодаря повыщению скорости диффузии молекул фермента в порах носителя. Следовательно, должна существовать некоторая оптимальная температура для проведения адсорбционной иммобилизации. Точное значение оптимальной температуры зависит от природы адсорбируемого фермента и поверхности носителя. [c.51]

    Таким образом, эффективность адсорбционной иммобилизации ферментов определяется тонким балансом целого ряда факторов. Нарушение этого баланса вследствие изменения (порой незначительного) какого-либо из внешних условий может привести к резкому ослаблению взаимодействия фермента с носителем и, следовательно, к его десорбции. Чтобы избежать этого нежелательного явления, на практике используется ряд методических приемов, некоторые. из которых рассмотрены в следующем разделе. [c.51]

Рис. 4. Адсорбционная иммобилизация ферментов на предварительно модифицированных носителях Рис. 4. Адсорбционная иммобилизация ферментов на предварительно модифицированных носителях
    К числу основных преимуществ метода адсорбционной иммобилизации следует отнести доступность и дешевизну сорбентов, выступающих в роли носителей, которым к тому же можно придать любую конфигурацию и обеспечить требуемую пористость. Не менее важным фактором является также простота применяемых методик. Кроме того, при адсорбционной иммобилизации нередко удается одновременно решить и проблему очистки фермента, поскольку связывание белка с носителем во многих случаях достаточно специфическое. Действительно, многие из носителей для адсорбционной иммобилизации применяются также и при очистке ферментов. [c.56]

    Применение метода ограничивается недостаточно высокой прочностью связывания фермента с носителем. Как уже указывалось, при изменении внешних условий может происходить десорбция фермента с носителя, что ведет к потерям дорогостоящего биокатализатора и загрязнению конечного продукта. К недостаткам метода адсорбционной иммобилизации следует отнести также отсутствие общих рекомендаций, позволяющих заранее сделать правильный выбор носителя и оптимальных условий проведения иммобилизации конкретного фермента. Эту задачу приходится каждый раз решать заново, используя метод проб и ошибок. [c.56]

    Иммобилизацию можно рассматривать как физическое разделение клеток и растворителя, которое может быть достигнуто либо адсорбционным или ковалентным связыванием с нерастворимым органическим или неорганическим носителем, либо связыванием отдельных молекул катализатора друг с другом с образованием афегатов [171]. [c.161]

    Э. Гриффин, 1916), но и сейчас не потеряла своего значения и стала наиболее широко распространенным способом получения иммобилизованных ферментов в промышленности. В литературе описано получение адсорбционным способом более 70 иммобилизованных ферментов с использованием главным образом таких носителей, как кремнезем, активированный уголь, графитов сажа, различные глины, пористое стекло, полисахариды, синтетические полимеры, оксиды алюминия, титана и других металлов. Последние применяются наиболее часто. Эффективность адсорбции молекулы белка на носителе определяется удельной поверхностью (плотностью центров сорбции) и пористостью носителя. Процесс адсорбции ферментов на нерастворимых носителях отличается крайней простотой и достигается при контакте водного раствора фермента с носителем (статистическим способом, при перемешивании, динамическим способом с использованием колонок). С этой целью раствор фермента смешивают со свежим осадком, например, гидроксида титана, и высушивают в мягких условиях. Активность фермента при таком варианте иммобилизации сохраняется практически на 100%, а удельная концентрация белка достигает 64 мг на 1 г носителя. [c.88]

    Следует также отметить широко распространенные носители— уголь и графитированную сажу. Уголь может быть использован в качестве носителя как для адсорбционной, так и для ковалентной иммобилизации (после предварительной активации поверхностных оксидных групп). [c.44]

    Иммобилизация ферментов путем адсорбции на нерастворимых носителях отличается исключительной простотой и достигается при. контакте водного раствора фермента с носителем. После отмывки неадсорбировавшегося фермента препарат иммобилизованного биокатализатора готов к использованию. На практике для получения адсорбционно-иммобилизованных ферментов применяются следующие методические подходы (рис. 3). [c.47]


    Предварительная обработка носителя ионами металлов применяется также и для повышения прочности связывания адсорбционно-иммобилизованных ферментов. Увеличение эффективности сорбции достигается в этом случае за счет образования комплекса белка с ионами переходных металлов (таких, как Т1, 5п, Ъх, V, Ре), которые, в свою очередь, прочно связаны с поверхностью носителя (рис. 4,с). Иными словами, иои металла выступает в роли мостика, соединяющего молекулу фермента с носителем. Этот метод дает хорошие результаты при иммобилизации различных ферментов на таких носителях, как, например, целлюлоза, найлон, стекло, фильтровальная бумага и т. д. [c.52]

    ТФ-подход порождает свои проблемы, возникающие из необходимости фиксировать пептид на носителе (обычно при помощи ковалентных связей). Хотя пептиды можно связать и адсорбционными силами, такая иммобилизация не надежна, так как жидкофазное элюирование, происходящее минимум один ра ъ каждом цикле отщепления аминокислоты, может привести к вымыванию и потере пептида. Для надежной адсорбции необходим тщательный подбор хорошо сочетающихся между собой пептидных образцов и адсорбирующих поверхностей. При множественных и очень прочных адсорбционных связях затрудняется сольватация и понижается подвижность пептидов и тем самым ухудшается кинетика реакции (разд. 16.2.2 — об  [c.443]

    Другой подход основан на использовании материалов в форме шариков, дисков или трубочек, каждый из которых предназначен для проведения одного анализа. Процедура переноса носителя из пробирки в пробирку, отмывки и т. д. осуществляется с помощью пинцета или вакуумной присоски. Иммобилизация материала может осуществляться адсорбционно или ковалентно. Данный путь позволяет увеличить количество иммобилизованного белка за счет увеличения поверхности, но сохранить при этом методическую простоту операций. Примером подобных носителей могут служить полимерные шарики, нитроцеллюлозные диски, силиконовые трубки, пленки из полимерных материалов и т. д. Кроме этого, антитела (или антигены) могут быть связаны с активированной бумагой или нитроцеллюлозными мембранами, на поверхности которых проводят анализ многих проб. [c.203]

    Наиболее широко применяемыми носителями в твердофазном ИФА являются 96-луночные планшеты и пробирки из оптически прозрачного полистирола, поливинилхлорида или других полимерных материалов, с внутренней поверхностью которых связываются антитела. Как отмечалось ранее, в большинстве случаев иммобилизацию проводят адсорбционно, что упрощает процедуру, но снижает прочность связи белка с носителем. Увеличение прочности связывания может быть достигнуто при ковалентном закреплении антител на пластике. [c.206]

    Почти из 2000 известных в настоящее время ферментов иммобилизовано и используется для целей инженерной энзимологии примерно десятая часть (преимущественно оксидоредуктазы, гидролазы и трансферазы). Оптимальным методом иммобилизации считают включение ферментов в полимерные гели, массовым способом является адсорбционное и ковалентное присоединение ферментов к носителям, более или менее распространено включение в мембраны и микрокапсулирование, единичными остаются другие приемы. [c.142]

    Учитывая особенности проведения электрокаталитических реакций и метода синтеза ХМЭ, можно считать углеродные материалы, обладающие высокой электропроводностью, химичёской стабильностью, а также широким набором различных функциональных групп на поверхности, исключительно удобными носителями для создания ХМЭ. В настоящее время реализована, конечно, лишь незначительная часть возможных методов синтеза ХМЭ, и здесь мы рассмотрим те из них, которые были использованы для создания углеродных модифицированных электродов. На рис. 87 представлены основные схемы посадки комплексов металлов на поверхность углеродных материалов. Первый случай соответствует адсорбционному связыванию, второй — химической пришивке к поверхностной группе, третий — химическому привязыванию через ножку , четвертый — адсорбционной иммобилизации на подслое, например полимера, пятый — образованию кластера или микрокристалла промотора. Этому последнему случаю были посвящены предыдущие разделы данной главы. [c.203]

    Научные работы посвящены изучению химии поверхности, меж-молекулярных взаимодействий, адсорбции и хроматографии. Обнаружил (1936) гидроксильные группы на поверхности кремнеземных адсорбентов. Разработал молекуляр-но-статнстический метод расчета термодинамических характеристик адсорбщ1И на основе полуэмпири-ческих атом-атомных потенциалов межмолекулярного взаимодействия. Создал высокоселективные и эффективные адсорбенты для хроматографии, а также носители для иммобилизации ферментов и клеток. Разработал (1978—1979) новый метод расчета структурных параметров сложных молекул на основе данных адсорбционной хроматографии, названный хромато-скопией. [c.236]

    Иногда для проведения адсорбционной иммобилизации применяют метод электооосажде Грис. 3,в). В этом случае в раствор фермента погружаю а электрода, на поверхность одного из которых помещают слой носителя. При включении электрического тока молекулы фермента благодаря имеющимся на их поверхности заряженным группам начинают перемещаться в растворе в направлении соответствующего электрода и осаждаются на поверхности носителя. [c.47]

    Иммобилизация на предварительно модифицироваиных носителях. Предварительная модификация носителя во многих случаях позволяет существенно повысить прочность связывания адсорбционно-иммобилизованного фермента. Следует подчеркнуть, что помимо увеличения эффективности сорбции модификация носителя нередко обеспечивает также улучшение каталитических свойств иммобилизованного фермента благодаря созданию для его молекул благоприятного микроокружения. Более того, без предварительной модификации носителя иногда вообще не удается сохранить каталитическую активность фермента при адсорбционной иммобилизации. Например, если фермент обладает низкой стабильностью в кислой области pH, то при его адсорбции на силикагеле может произойти потеря каталитической активности, поскольку поверхность этого носителя имеет кислый характер(рН 4). Для предотвращения инактивации фермента силикагель перед проведением иммобилизации необходимо выдержать некоторое время в буферном растворе с таким значением pH, которое является оптимальным для данного фермента. Аналогичная проблема часто возникает при адсорбционной иммобилизации ферментов, которым для нормального функционирования необходимо присутствие в активном центре иона ме- [c.51]

    Адсорбционная иммобилизация является наиболее старым из всех существующих в настоящее время способов иммобилизации ферментов. Носителями при данном способе иммобилизации могут быть как органические, так и неорганические вещества, которые применяются а виде порошка, мелких гранул или шариков. Иммобилизация ферментов путем адсорбции на нерастворимых носителях отличается исключительной простотой и достигается путем обеспечения контакта водного раствора фермента с избранным дотя конкретной цели носителем. После отмывки неадсорбированного фермента препарат готов к применению. [c.86]

    Очень перспективным методом очистки воды от всевозможных загрязняющих ее веществ, особенно синтетических, является использование иммобилизованных (закрепленных, нерастворимых) ферментов — ферментов второго поколения . Идея закрепления ферментов на нерастворимом в воде носителе и применения таких мощных катализаторов в технологических процессах и медицине возникла давно. Еще в 1916 г. осуществлена адсорбция инвертазы на активированном угле в свежевыделенной гидроокиси алюминия. С 1951 г. для фракционирования антител и выделения антигенов используют конъюгацию белков с целлюлозой. До недавнего времени существовал единственный метод закрепления ферментов — обыкновенная физическая адсорбция. Однако адсорбционная емкость известных материалов относительно белков явно недостаточна, а силы адгезии невелики, и разрыв связи между ферментом и поверхностью адсорбента может наступать от малейших изменений условий процесса. Поэтому такой метод иммобилизации не нашел широкого применения, но, поскольку он прост и может, по-видимому, способствовать выяснению механизма действия ферментов в живых системах, илах и почве, а в некоторых случаях применяться на практике, некоторые исследователи занимаются изучением адсорбции ферментов, поиском новых, эффективных носителей и т. д. [104, 206]. [c.176]

    Аффинная иммобилизация антител, выделение специфических антител из сыворотки включает стадию их адсорбции на иммобилизованном антигене и последующую элюцию путем разрушения связи антиген — антитело при сильно кислых или щелочных значениях pH либо концентрированными растворами солей (например, ЫН4СЫ5). Выделение в столь экстремальных условиях может неблагоприятно сказываться на аффинности антител, а последующее ковалентное или адсорбционное закрепление молекул на носителе в ряде случаев приводит к дальнейшему снижению способности эффективно связывать антиген. [c.210]


Смотреть страницы где упоминается термин Носители для адсорбционной иммобилизации: [c.134]    [c.205]    [c.50]    [c.52]    [c.205]    [c.89]    [c.204]    [c.81]    [c.66]    [c.77]    [c.219]   
Смотреть главы в:

Иммобилизованные ферменты -> Носители для адсорбционной иммобилизации




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Иммобилизация



© 2025 chem21.info Реклама на сайте