[其他]制備固定化酶的方法及所使用的裝置

無效

• 申請號: 86105304
• 申請日: 1986-08-05
• 公開（公告）號: CN86105304B
• 公開（公告）日: 1988-04-06
• 發明（設計）人: 井口征也;野口武;木村挺;相原雅代
• 申請（專利權）人: 三井東壓化學株式會社
• 主分類號: C12N11/04
• 分類號: C12N11/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 王巍

本發明涉及在短時間內大量制備固定化酶的方法，及用于實現該方法的裝置，本發明應用于制備生物反應器操作中所用的固定化酶。

關于生物反應器中所用的固定化酶的制備技術，以早為人們熟悉的方法為例，有利用壓縮氣體在給定壓力條件下從小噴咀的咀尖噴出含酶液體而生成液滴或小液滴的方法，以及如Chibata等人所公布的利用角叉菜膠的截留固定法。

在這些方法中，將含有微生物的藻酸鈉溶液或角叉菜膠水溶液的混合物滴入凝膠化試劑中如氯化鈣以生成截留微生物的凝膠顆粒。然而，所有這些方法，對大量生產凝膠顆粒而言，在制粒能力方面仍然是有缺點的。其缺點包括由于懸浮液滴是在噴咀的射出口形成，從而需要不時地揩抹清理噴咀的咀尖。因此，所有這些方法中沒有一個可以認為是適于在短時間內大量生產微生物凝膠顆粒的方法。

本發明的目的在于提供能在短時間內制備大量固定化酶的方法，以及實現所述方法的裝置。本發明提供了制備大量的固定化微生物或固定化酶凝膠顆粒的新穎方法，以及實現該方法的裝置。按照本發明，可以極迅速且大量地生產固定化凝膠顆粒。其結果，這種短時間內的固定化操作可使酶活性的失活降低到最低程度。

簡而言之，本發明涉及一種方法，此方法包括把一種酶的粗提物或微生物與一種載體溶液混合起來，再將此混合溶液即含酶液體送到一旋轉圓盤上，以便從圓盤的周界釋放液滴或小液滴，并使液滴或小液滴與凝膠化試劑的水溶液或固化溶液接觸，因此制成固定化酶;本發明亦涉及實現所述方法的裝置，該裝置包括一個用于制備、貯存及供應含酶液體的容器，一個旋轉圓盤以便借助該圓盤旋轉時的離心力從其周界將含酶液體釋放成液滴或小液滴，以及使釋放出的液滴或小液滴能與凝膠化溶液接觸的容器，其特征在于，所述裝置中的旋轉圓盤是在其周界上有鋸齒形切口的旋轉圓盤，其另一特征在于，在該裝置中提供了多個旋轉圓盤。

圖1說明實現本發明的方法的裝置。

圖2說明在其周界有鋸齒形切口的圓盤。

圖3說明利用多個圓盤的裝置，該裝置為濕壁型。

在各圖中，1、2、3、4及5分別表示含酶液體、液體進料管、旋轉圓盤、固化溶液及濕壁柱。

在圖1中，一充分大的盛裝凝膠化溶液的容器4，在其上裝配著固定在一電動機轉軸上的圓盤3。盛裝凝膠化溶液的容器是用冷水浴冷卻的，通常，該冷水浴用冰保持冷凍。另外有一液體進料罐，在其中攪拌并制備含酶液體、或酶或含酶微生物與一載體溶液的混合液體;最好用例如浴套等方法冷卻該液體進料罐，以便保持進液中酶的活性。借助一泵使含酶液體通過進料管2流到旋轉圓盤上，最好流到圓盤近圓心的地方上，由于離心力而使含酶液體沿著該圓盤的徑向流動而到達其周界處。最后，液體飛離圓盤周界而流入凝膠化溶液中，并在其中進行凝膠化反應而形成凝膠顆粒。

圖2說明在其周界具有有鋸形切口的旋轉圓盤，為本發明的方法和裝置中所用的旋轉圓盤。

圖1及圖2顯示本發明的方法和裝置的基本原理，而圖3則說明按本發明用于大量生產固定化顆粒的實施裝置，在此裝置中應用了多個旋轉圓盤。該多個旋轉圓盤都固定在一電動機的轉軸上，每個圓盤上配備一個液體進料單元，將含酶液體輸送到各圓盤上。

凝膠化溶液可以裝在如圖1中所示的放置在圓盤下的容器中，或可使凝膠化溶液在圓盤的周圍由上向下流動而形成濕壁5，如圖3中所示的濕壁柱。

在圖3中，凝膠化溶液向下流動至濕壁柱的底部時，可使之與形成的顆粒分離開來，并循環至濕壁柱的頂部，以使它仍可作為凝膠化溶液而繼續使用。亦可另加些新鮮的凝膠化溶液。此方案對大量生產固定化微生物凝膠特別有效。

可使用的微生物有諸如假酵母屬和酵母屬普通酵母及諸如假單胞菌屬、大腸桿菌屬、土壤絲菌屬、葡糖桿菌屬和酵單胞菌屬等普通細菌。對這些微生物的品種并沒有特別附加限制。同時對于酶的類型也沒有任何限定。

酶或微生物的固定化載體，其中最著名并被廣泛應用的有藻酸鹽溶液及角叉菜膠。本發明對于它們的種類當然也沒有任何限制。

按照本發明，形成的固定化微生物顆粒平均大小約為0.5-6毫米。正確選擇旋轉圓盤的直徑及其旋轉速度使生產所需尺寸的顆粒。通常大小為2-3毫米的顆粒具有最廣泛的使用價值。

凝膠化溶液通常使用氯化鈣的水溶液。

按本發明，所述的固定化酶顆粒并非經常是完善的球體，相反卻往往是滴狀或小滴狀。顆粒的縱橫比例為1.6-3.0，它不會在實際應用中造成特別不便。