Органические полимерные носители

НОСИТЕЛИ ДЛЯ ИММОБИЛИЗАЦИИ

Для получения иммобилизованных ферментов используется огромное число носителей, как органических, так и неорганических. Основные требования, предъявляемые к материалам, которые могут быть применены для иммобилизации ферментов, следующие:

- высокая химическая и биологическая стойкость;

- высокая механическая прочность (в первую очередь, по отношению к истиранию);

- достаточная проницаемость для фермента и субстратов, большая удельная поверхность, высокая вместимость, пористость;

- возможность получения в виде удобных в технологическом отношении форм (гранул, мембран, труб, листов и т. д.);

- легкое переведение в реакционноспособную форму (активация);

- высокая гидрофильность, обеспечивающая возможность проведения реакции связывания фермента с носителем в водной среде;

- невысокая стоимость.

Отсутствие носителей, удовлетворяющих одновременно всем этим требованиям, и разнообразие задач, стоящих перед экспериментаторами, обусловливают широкий набор применяемых для иммобилизации материалов.

Органические полимерные носители

Существующие в настоящее время органические полимерные носители можно разделить на два класса:

- природные полимеры;

- синтетические полимерные носители.

В свою очередь класс природных полимеров можно подразделить на группы в соответствии с их биохимической классификацией: полисахаридные, белковые и липидные носители. Синтетические полимеры также могут быть подразделены на группы, например, в соответствии с химическим строением основной цепи макромолекул: полиметиленовые‚ полиамидные и полиэфирные носители.

К рассматриваемым носителям предъявляется ряд дополнительных требований, обусловленных методом иммобилизации, свойствами иммобилизуемого фермента и способом дальнейшего использования препарата:

- при ковалентной иммобилизации носитель должен связываться только с теми функциональными группами на белке, которые не являются ответственными за катализ;

- они не должны оказывать ингибирующего действия на фермент;

- при проведении иммобилизации необходимо также учитывать, что наличие противоположных знаков заряда на носителе и ферменте облегчает связывание фермента, одноименных - затрудняет;

- уменьшение размера частиц носителя способствует увеличению количества связанного препарата.

Наиболее широко используются для иммобилизации ферментов природные полисахариды и синтетические носители полиметиленового типа. Остальные типы носителей применяются значительно реже.

К природным полисахаридам, используемым при иммобилизации, можно отнести: целлюлоза, хитин, декстран, агароза, агар, альгиновые кислоты и их соли (полисахариды бурых морских водорослей), гепарин.

Наиболее часто используемыми белками для иммобилизации являются коллаген и кератин.

Огромное разнообразие доступных синтетических полимеров обеспечило их широкое использование в качестве носителей для иммобилизации ферментов. Вводя в полимерные молекулы различные функциональные группы, можно в широких пределах варьировать физические свойства носителя и создаваемое им микроокружение для иммобилизованных молекул фермента. Синтетические полимеры применяются как для ковалентной иммобилизации ферментов, так и для сорбционной, для получения гелей, микрокапсул.

Среди синтетических носителей можно выделить полимеры на основе: стирола, производных акриловой кислоты, поливинилового спирта, полиуретанов.