[其他]用于固定生物活性物質的可再生的擔體基質

無效

• 申請號: 87104007
• 申請日: 1987-05-07
• 公開（公告）號: CN87104007A
• 公開（公告）日: 1987-12-02
• 發明（設計）人: 克里斯·D·萊平斯;津田吉久
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 主分類號: C12N11/02
• 分類號: C12N11/02;C12N11/14
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏

近年來，生物活性物質，特別是酶的固定化方法，已經有了迅速的發展，可以公正地說擔體基質及其制法，如具有工業重要性的酶催化反應，已成為相當成熟的知識領域。發展它們的初始動力是為了保存酶;在應用酶的均相反應中，酶一般只用一次。由于酶通常是昂貴的，并可能是反應物中最昂貴的，因此需要發展允許多次使用酶的方法。把酶固定在固體擔體上導致了多相的酶催化反應，在這種場合下已固定的酶能容易地除掉，如在間歇式攪拌反應器中，或可用于連續過程，如固定床中，可是在兩種情況下都可使酶催化過程中的酶能重復使用，直至其活性降低至如再使用經濟上已不可行時為止。

目前已有了各種擔體基質，特殊地說來能用于制備固定化酶和一般地說來能用于制備固定化生物活性物質。有一些擔體基質通過離子相互作用和酶-典型的生物活性物質-相結合，其它則通過截留的方式與酶結合。在另一些情況下，生物活性物質則用共價鍵固定在擔體上或以中間類型的鍵與擔體相連接。因此，熟悉技術的人們當在其工藝室中尋找一種擔體基質來固定一種生物活性物質時，已經有一些實際的選用方案。

然而，在擔體基質的領域中仍存在一些工藝方面的重大空白。當固定化生物活性物質的活性已消耗掉-再使用已無經濟效益時，制備一種擔體基質能方便地和便宜地再生就是一個迫切需要解決的目標。更理想的是能使擔體基質多次再生，而其繼續固定生物活性物質的活性并不減弱。雖然目前已取得了某些有限的成就，如美國專利第4，248，969及4，250，260號所指出的方法，但是還迫切需要更經濟的方法。

二乙基氨乙基纖維素（DEAE纖維素）是一種已用于固定酶的擔體，它被選做擔體材料是由于價格比較低廉，但其應用則僅局限于在釜式攪拌反應器中。見KirK-Othmer????EnCyClOPedia????of????ChemiCal????Technology，第三版，卷9，155頁（J.Wiley????&????SOns出版公司，1980）。這種擔體材料由于流動特性不良而不適用于填充床反應器中，因為流動特性是用做填充床所必需的一種特性。事實上，DEAE纖維素是用在美國第一個采用固定化葡萄糖異構酶的工業過程中（前引文獻157頁），但不久便被其它能用做填充床的固定化葡萄糖異構酶所代替。

為了得到在填充床反應器中連續過程所必需的良好流動性，擔體的顆粒應當是不可壓縮的、硬的、不參加反應的材料所制成，特別是難熔無機氧化物，如氧化鋁、氧化硅、玻璃、陶瓷等。美國專利4，141，857曾舉例說明后者是用作有機樹脂復蓋的擔體中的核心材料，而有機樹脂則與生物活性物質結合在一起。

本申請書介紹一種具有成功地用于填充床中一切特性的擔體基質，此外它還具備了從用過的固定在其上的酶中容易再生的特性。本發明的擔體基質容易制備，經濟，能固定很多生物活性物質，并用特別簡單和快速的方法便能再生。

本發明的目的是制備一種用于固定生物活性物質的擔體基質，并當生物活性物質的活性降至某要求水平以下時，能容易地再生。在一個實施方案中包含一種用部分羥基已轉化成二烷基氨烷基醚衍生物的纖維素所復蓋的難熔氧化物的核心擔體。在一個更具體的實施方案中，纖維素用DEAE纖維素。在另一個更具體的實施方案中，氧化物用氧化鋁。

本發明的擔體基質至少在概念上可以看做系由幾種功能上有關的部分組成的。在基質的中心是核心擔體，它通常是一種不可壓縮的、抗磨損的、在典型的酶催化過程的條件下是化學惰性的固體。采用這種擔體的填充床具有良好的流動特性。核心擔體用一種其中部分羥基已衍生成二烷基氨烷基醚的纖維素加以復蓋。所得的擔體基質借助于強的離子交換力能夠固定很多酶。雖然在典型的酶催化反應條件下，酶仍結合在擔體基質上而基本上不被浸洗掉，但用過了的酶能容易地用堿或濃鹽溶液從基質上洗掉，從而再生了擔體基質。可以進行多次酶的固定化-擔體基質再生的循環，而并無有害的后果。

本發明的實踐中可以采用的核心擔體最好以功能來表征。它們是不可壓縮的物料，在典型的酶反應條件下是完全惰性的，并且是堅韌的抗磨損的顆粒，填充在床層中則表現出良好的流動特性。任何有這些功能特性的材料都可以用在本發明的實踐中。例子包括難熔的無機氧化物、玻璃、特別是多孔玻璃和陶瓷材料。在難熔的無機氧化物中可以舉出的有氧化鋁、氧化硅、氧化釷、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈦及其組合物。氧化鋁是一種特別希望的核心擔體。