廢水處理固定化酶

『壹』 什麼是固定化酶有何優點

所謂固定化酶，是指在一定的空間范圍內起催化作用，並能反復和連續使用的酶。通常酶催化反應都是在水溶液中進行的，而固定化酶是將水溶性酶用物理或化學方法處理，使之成為不溶於水的，但仍具有酶活性的狀態。

酶固定化後一般穩定性增加，易從反應系統中分離，且易於控制，能反復多次使用。便於運輸和貯存，有利於自動化生產，但是活性降低，使用范圍減小，技術還有發展空間。固定化酶是近十餘年發展起來的酶應用技術，在工業生產、化學分析和醫葯等方面有誘人的應用前景。

(1)廢水處理固定化酶擴展閱讀：

固定化酶的制備方法有物理法和化學法兩大類。

物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的優點在於酶不參加化學反應,整體結構保持不變,酶的催化活性得到很好保留。但是,由於包埋物或半透膜具有一定的空間或立體阻礙作用,因此對一些反應不適用。

化學法包括結合法、交聯法。結合法又分為離子結合法和共價結合法。是將酶通過化學鍵連接到天然的或合成的高分子載體上,使用偶聯劑通過酶表面的基團將酶交聯起來,而形成相對分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。

『貳』 酶在環境保護方面有哪些應用

2.1
對廢水凈化的作用
在20世紀70年代，固定化酶已被用於空氣和水的凈化。在廢水處理中，固定化酶占據主導地位。含酚廢水屬於工業廢水，含有芳香族化合物，樹脂加工業、塑料廠、染料廠都會產生含有芳香族化合物的廢水，所以是重大污染物，需優先處理。辣根過氧化酶是處理這種污染物的主要酶制劑，它不僅可以高效去除廢水中的含酚量，還可以利用磁響應性回收磁性酶，達到一舉兩得的效果。墨西哥科學家在蘿卜中提取出一種蘿卜素酶也可以去除廢水中的含酚化學物質，它還可以達到在廢水處理中使廢水循環利用的效果。食品廢水與重工業廢水也是需要凈化的較大廢水污染源，現在也已有多種酶制劑可以凈化這兩種廢水，廢水凈化已得到較大改善。今天，凈水機幾乎成為每家每戶的必備產品，由此看來，酶的應用已經廣泛應用各地各處。
2.2
對石油與廢油凈化作用
每年排入大海的石油量數百萬噸，如果得不到及時的處理，海里的魚蝦等生物造成致命危害，並且石油中的有害物質可能通過海里的生物帶入人體，威脅到人的生命。在開采與煉制石油的過程中產生的工業廢油也是廢油的一大污染源，它隸屬石油的附屬污染品，也應與是有採用相同的治理方法。現今社會的飛速發展是人類的生活品質大幅提高，人類所食用的食品含油量也大大增多，不良商家鑽空子製作地溝油在市場上販賣，人類食用地溝油對身體的危害是很大的，所以廢油處置問題迫在眉睫。研究表明，酯酶技術對廢油回收利用起關鍵作用。但現在我國由於技術限制，並未能將這種技術運用到廢油處理中。
2.3
對白色污染治理的作用
科技的迅速發展對世界進步起到了強大的推動作用，但隨之也帶來了不少負面問題。當前我們大多數使用的高分子材料，大多是非生物降解或是不能降解的材料，例如塑料產品，已經成為白色污染的最大污染源。雖然現在有規定用其他材質物品代替塑料產品，但只是冰山一角，對於控制白色污染還遠遠不夠。據統計，全球每年丟棄的白色垃圾高達數千萬噸，對生態環境破壞尤為嚴重。酶技術在對白色污染治理起到了不可代替的作用。酶法合成可降解高分子材料，效果好於化學催化劑。化學催化劑太過強硬，效果不佳。酶作為生物催化劑可以代替化學催化劑，克服產物分離難，代謝復雜的缺點，同時在溫和的催化條件下可以高效率的分解掉高分子材料。白色污染在酶技術的日益提高下完全治理指日可待。

『叄』 固定化酶的各種方法（如：包埋法和交聯法等）的具體操作流程～～～ 謝謝！！！『『『『『

包埋法、交聯法對細胞、酶的固定化操作及其比較

一． 實驗目的
通過用聚丙烯醯胺包埋法和明膠——戊二醛交聯法兩種方法固定枯草桿菌菌體和細胞色素C，掌握細胞和酶的一些固定方法，並對它們進行固定效果的比較，了解這些固定方法的特點。

二．實驗原理
酶的固定化技術是用物理或化學的方法將水溶性的酶與固態的水不溶性載體結合，使之成為一種不溶於水的仍具有酶活性的物質。固定化酶的優點在於：1）可以反復使用；2）易與產物分離，便於產物的純化處理，提高產物的產量和質量；3）多數情況下，比水溶性的酶穩定；4）適於裝柱使用，有利於生產的連續化。細胞的固定是將產酶的微生物細胞直接固定在固態的水不溶性載體上，省去了細胞破碎以及酶提取等復雜的步驟。但要求所固定的微生物能讓底物和產物易透過細胞膜並且細胞內不存在產物的分解系統。所以，要固定的細胞應該是有選擇性的。本實驗主要是學習固定的方法，並通過比較了解這些方法的特點。丙烯醯胺在一定條件下經催化可形成凝膠，把酶或細胞包埋在凝膠的網路空隙中，形成不溶性的酶的載體。明膠是一種惰性蛋白，當與細胞或酶蛋白混合後，就把酶或細胞包埋在明膠聯成的網架之中。由於菌體細胞或酶蛋白的表面都有蛋白質游離氨基，當加入雙功能團試劑戊二醛以後，戊二醛即和蛋白質游離氨基形成Schiff鹼，因此，在明膠表面與菌體或酶蛋白表面之間發生錯綜復雜的交聯，從而使酶或細胞固定化。

三．主要儀器與試劑
儀器：滅菌鍋，搖床，冰箱，離心機，水浴鍋，紫外-可見分光光度計等。
試劑：蛋白腖，牛肉膏，明膠，戊二醛，丙烯醯胺（Acr），過硫酸銨（AP），甲叉雙丙烯醯胺（Bis），四甲基乙二胺（TEMED），過氧化氫，鄰苯二胺，細胞色素C等。

四．操作步驟
1．枯草桿菌細胞的培養
在超凈台上將已滅菌的培養液（見實驗二十七）5ml移置已滅菌的試管中，接種純的枯草芽孢桿菌。在37℃搖床快速振盪培養8-10小時（培養液較混濁為止）。離心收集菌體，加3ml蒸餾水輕攪使菌細胞懸浮。
2. 丙烯醯胺凝膠固定細胞色素C和菌細胞
取50ml燒杯三隻，各加入3ml 29%Acr-1%Bis混合液，2ml水。輕攪勻後，於1號燒杯中加入1ml菌細胞懸浮液、2號燒杯中加入1ml 0.13%細胞色素C液和在3號燒杯中加入水1ml作為對照，然後都加入10％過硫酸銨液70μl和TEMED8μl，輕攪勻後待凝。將凝固後的凝膠用水浸泡5分鍾，其中換水3次。把凝膠放置濾紙上，用濾紙輕吸干，觀察凝膠顏色。（可能的話，將包含菌細胞的凝膠切成較薄的薄片與對照一起在顯微鏡下觀察）。將這幾種凝膠切成小顆粒，分別取約0.5克放置於有濾紙的漏斗中，用水淋洗數次後移置試管中，各加入20mmol/L鄰苯二胺4ml浸泡2分鍾後加入10%過氧化氫0.04ml，混勻反應30秒，倒出上清液，以水為空白測定428nm處的吸光值，分析測定結果並解釋。
3. 明膠包埋—戊二醛交聯法制備固定化細胞色素C和固定化菌細胞
取50ml燒杯二隻，各加入明膠1克，水4ml，於80℃水浴熔化，冷卻至60℃左右分別加入2ml菌細胞懸浮液或0.13%的細胞色素C液，在攪動下迅速加入25%的戊二醛0.5ml，置於—20℃，三天後取出融化，觀察比較。

『肆』 蛋白酶在污水處理中的應用

酶在污水處理中主要用於分解難降解有機物，或催化生化反應的進行，比如過氧化物酶在有機廢水處理中的應用，其中包括辣根過氧化物酶、木質素過氧化物酶及從植物中提取的過氧化物酶在含酚廢水及含難降解的芳香族化合物廢水、造紙廢水處理中的研究和應用。不僅可降低有毒有機污染物的含量，而且使用固定化酶技術，必然會降低處理廢水的成本，提高酶的使用效果。又如芽孢桿菌培養物的胞外酶與真菌纖維素酶的結合可協同降解纖維素。該組合物也可降解碳水化合物、脂肪和蛋白質，因此使其可用於污水處理

『伍』 高分懸賞！！！！！！

節能減排指的是減少能源浪費和降低廢氣排放。 我國「十一五」規劃綱要提出，「十一五」期間單位國內生產總值能耗降低20％左右、主要污染物排放總量減少10％。這是貫徹落實科學發展觀、構建社會主義和諧社會的重大舉措；是建設資源節約型、環境友好型社會的必然選擇；是推進經濟結構調整，轉變增長方式的必由之路；是維護中華民族長遠利益的必然要求。

節能減排的形勢

當前，實現節能減排目標面臨的形勢十分嚴峻。去年以來，全國上下加強了節能減排工作，國務院發布了加強節能工作的決定，制定了促進節能減排的一系列政策措施，各地區、各部門相繼做出了工作部署，節能減排工作取得了積極進展。但是，去年全國沒有實現年初確定的節能降耗和污染減排的目標，加大了「十一五」後四年節能減排工作的難度。更為嚴峻的是，今年一季度，工業特別是高耗能、高污染行業增長過快，佔全國工業能耗和二氧化硫排放近70％的電力、鋼鐵、有色、建材、石油加工、化工等六大行業增長20．6％，同比加快6．6個百分點。與此同時，各方面工作仍存在認識不到位、責任不明確、措施不配套、政策不完善、投入不落實、協調不得力等問題。這種狀況如不及時扭轉，不僅今年節能減排工作難以取得明顯進展，「十一五」節能減排的總體目標也將難以實現。

節能減排的意義

我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環境代價，經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳，群眾對環境污染問題反應強烈。這種狀況與經濟結構不合理、增長方式粗放直接相關。不加快調整經濟結構、轉變增長方式，資源支撐不住，環境容納不下，社會承受不起，經濟發展難以為繼。只有堅持節約發展、清潔發展、安全發展，才能實現經濟又好又快發展。同時，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受國際社會廣泛關注。進一步加強節能減排工作，也是應對全球氣候變化的迫切需要，是我們應該承擔的責任。

節能減排的著手點

一要加快產業結構調整。要大力發展第三產業，以專業化分工和提高社會效率為重點，積極發展生產性服務業；以滿足人們需求和方便群眾生活為中心，提升發展生活性服務業；要大力發展高技術產業，堅持走新型工業化道路，促進傳統產業升級，提高高技術產業在工業中的比重。要積極實施「騰籠換鳥」戰略，加快淘汰落後生產能力、工藝、技術和設備；對不按期淘汰的企業，要依法責令其停產或予以關閉。
二要大力發展循環經濟。要按照循環經濟理念，加快園區生態化改造，推進生態農業園區建設，構建跨產業生態鏈，推進行業間廢物循環。要推進企業清潔生產，從源頭減少廢物的產生，實現由末端治理向污染預防和生產全過程式控制制轉變，促進企業能源消費、工業固體廢棄物、包裝廢棄物的減量化與資源化利用，控制和減少污染物排放，提高資源利用效率。
三要強化技術創新。要組織培育科技創新型企業，提高區域自主創新能力。加強與科研院校合作，構建技術研發服務平台，著力抓好技術標准示範企業建設。要圍繞資源高效循環利用，積極開展替代技術、減量技術、再利用技術、資源化技術、系統化技術等關鍵技術研究，突破制約循環經濟發展的技術瓶頸。
四要加強組織領導，健全考核機制。要成立發展循環經濟建設節約型社會工作機構，研究制定發展循環經濟建設節約型社會的各項政策措施。要設立發展循環經濟建設節約型社會專項資金，重點扶持循環經濟發展項目、節能降耗活動、減量減排技術創新補助等。要把萬元生產總值、化學需氧量和二氧化硫排放總量納入國民經濟和社會發展年度計劃；要建立健全能源節約和環境保護的保障機制，將降耗減排指標納入政府目標責任和幹部考核體系。

『陸』 生物技術在水污染治理方面的應用有哪些

生物技術的研究方向：

生物凈化
污水中的有毒物質包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用，從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質，使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一，固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態的不溶性載體相結合，將酶變成不溶於水但仍保留催化活性的衍生物，微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器，用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定，即可催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等，此方面國內外成功的例子很多。近幾年我國在應用固定化細胞技術降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進展，對於含100mg/L廢水，降解率和酶活性保存率均在90%以上；利用固定化酵母細胞降解含酚的廢水也已實際應用於廢水處理。

生物修復
重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性，通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量，激發微生物的活性，由此可以改善土壤的生態結構，這將有助於土壤的固定，遏制風蝕、水蝕等作用，防止水土流失。

白色污染
廢棄塑料和農用地膜經久不化解，估計是形成環境污染的重要成分。利用生物工程技術一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農膜的優勢微生物、構建高效降解菌，另一方面可以分離克隆降解基因並將該基因導入某一土壤微生物(如：根瘤菌)中，使兩者同時發揮各自的作用，將塑料和農膜迅速降解。

化學農葯
利用微生物降解農葯已成為消除農葯對環境污染的一個重要方面。能降解農葯的微生物，有的是通過礦化作用將農葯逐漸分解成終產物CO 和H O，這種降解途徑徹底，一般不會帶來副作用；有的是通過共代謝作用，將農葯轉化為可代謝的中間產物，從而從環境中消除殘留農葯，這種途徑的降解結果比較復雜，有正面效應也有負面效應。為了避免負面效應，就需要用基因工程的方法對已知有降解農葯作用的微生物進行改造，改變其生化反應途徑，以希望獲得最佳的降解、除毒效果。要想徹底消除化學農葯的污染，最好全面推廣生物農葯。

『柒』 包埋法固定化酶的優缺點

優點

1，方法簡便，將細胞與單體或聚合物一起聚凝，細胞被包埋在形成的聚合物之中。

2，條件溫和，可選用不同的聚合物載體，不同的包埋系統和條件，以保持細胞的酶催化活性。

3，細胞不易滲漏，穩定性好。

4，有較高的細胞容量，聚合體中的細胞含量可達40%-70%。

缺點

由於固定化細胞技術不夠成熟，在固定化細胞的包埋材料的有無毒性及某性能，固定化細胞的強度及無雜菌性等方面還存在不足，固定化細胞技術主要用於污水處理。要將固定化技術更好地用於生產食品，葯品等方面，就必需研究出更多更好的無毒價廉的包埋材料，不斷探索出提高固定化細胞強度的方法。

包埋法定義：將酶、細胞或原生質體包埋在各種多孔載體中，使其固定化的方法。

分類：根據載體的材料和方法的不同分為凝膠包埋法（網格型包埋法）、半透膜包埋法（微囊型包埋法）。

酶固定化後一般穩定性增加，易從反應系統中分離，且易於控制，能反復多次使用。便於運輸和貯存，有利於自動化生產，但是活性降低，使用范圍減小，技術還有發展空間。固定化酶是近十餘年發展起來的酶應用技術，在工業生產、化學分析和醫葯等方面有誘人的應用前景。

『捌』 什麼是固定化酶有何優點如何制備固定化酶

什麼是固定化酶？有何優點？如何制備固定化酶
1固定化酶的傳統制備方法
1.1吸附法
吸附法是利用物理吸附法,將酶固定在纖維素、瓊脂糖等多糖類或多孔玻璃、離子交換樹脂等載體上的固定方式.
顯著特點是：
工藝簡便及條件溫和,包括無機、有機高分子材料,
吸附過程可同時達到純化和固定化；
酶失活後可重新活化,
載體也可再生.
但要求載體的比表面積要求較大,有活潑的表面
1.2包埋法
包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子結構或微囊結構等多空載體中,而底物仍能滲入格子或微囊內與酶相接觸.這個方法比較簡便,酶分子僅僅是被包埋起來,生物活性被破壞的程度低,但此法對大分子底物不適用.
(1)網格型
將酶或包埋在凝膠細微網格中,製成一定形狀的固定化酶,稱為網格型包埋法.也稱為凝膠包埋法.
(2)微囊型
把酶包埋在由高分子聚合物製成的小球內,製成固定化酶.由於形成的酶小球直徑一般只有幾微米至幾百微米,所以也稱為微囊化法.
1.3結合法
酶蛋白分子上與不溶性固相支持物表面上通過離子鍵結合而使酶固定的方法,叫離子鍵結合法.其間形成化學共價鍵結合的固定化方法叫共價鍵結合法.共價鍵結合法結合力牢固,使用過程中不易發生酶的脫落,穩定性能好.
該法的缺點是載體的活化或固定化操作比較復雜,反應條件也比較強烈,所以往往需要嚴格控制條件才能獲得活力較高的固定化酶.
1.4交聯法
交聯法是用多功能試劑進行酶蛋白之間的交聯,使酶分子和多功能試劑之間形成共價鍵,得到三向的交聯網架結構,除了酶分子之間發生交聯外,還存在著一定的分子內交聯.多功能試劑制備固定化酶方法可分為：
(1) 單獨與酶作用；
( 2) 酶吸附在載體表面上再經受交聯；
( 3) 多功能團試劑與載體反應得到有功能團的載體,再連接酶.交聯劑的種類很多,最常用的是戊二醛,其他的還有異氰酸衍生物、雙偶氮二聯苯胺、N,N-乙烯馬來醯亞胺等.
交聯法的優點是酶與載體結合牢固,穩定性較高；缺點是有的方法固定化操作較復雜,進行化學修飾時易造成酶失活
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競爭性抑制劑與被抑制的酶的底物通常有結構上的相似性,能與底物競相爭奪酶分子上的結合位點,從而產生酶活性的可逆的抑製作用.與酶的活性中心相結合.與酶的結合是可逆的.
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增大底物濃度可以減弱競爭性抑制劑的影響.