77483 SCAN0467

Rvs. 10.4. Podstawowe sposoby unieruchamiania i formy biokatalizatorów unieruchomionych. A — adsorpcja, B — wiązania kowalencyjne, C- — pułapkowanie v* membranie. D — pułapkowanie w kuleczkach żelu, E pułapkowanie we włóknach, F — kapsułkowanie. G — zamykanie pomiędzy membranami lub w wężach półprzepuszczalnych, H --- sieciowanie przestrzenne, I — powstawanie

naturalnych kuleczek i kłaczków Moma*s

1. Wiązanie na powierzchni nośnika

1.1. Adsorpcja i adhezja dzięki silom jonowym, wiązaniom wodorowym i innym

nierozpuszczalnego, najczęściej przez związanie go z mechanicznym nośnikiem, Obecnie w definicji biokatalizatorów unieruchomionych podkreśla się możliwość ich powtórnego (wielokrotnego) użycia, niezależnie od rozwiązań technicznych, które Iii umożliwiają. Można to osiągnąć metodami fizycznymi lub chemicznymi pr/,i'ss związanie enzymów, komórek lub organelli subkomórkowych na powierzchni nośniku lub w jego wnętrzu, jak też poprzez umiejscowienie ich w określonej przestrzeni mą w bioreaktorze, bez użycia mechanicznych nośników.

W miarę rozwoju nowych procesów biokatalizy zanikają wyraźne początkowa granice pomiędzy biokatalizatorami natywnymi i immobilizowanymi. Obecnie oprin cowywane są procesy mikrobiologiczne w bioreaktorach z membranami filtracyjnymi* J procesy z separacją biomasy na drodze sedymentacji lub wirowania i zawracaniem jej w celu ponownego użycia. Enzymy wiązane są również z rozpuszczalnymi polimeru ml wielkocząsteczkowymi w celu umożliwienia wydzielenia ich lub zamknięcia w liio< reaktorze przy użyciu techniki ultrafiltracji. Komórki można „unieruchomić” slm sując ciekle układy wielofazowe, m.in. dwufazowe układy wodne. Użycie dwóch mieszających się z wodą, ale nie mieszających się ze sobą polimerów, np. glikolu polietylenowego i dekstranu, umożliwia łatwe wydzielanie komórek w wodnej warstwie dekstranowej po przerwaniu mieszania układu. Substraty i produkty u właściwościach hydrofobowych znajdują się w wodnej warstwie glikolu polietylenowe-go. W warunkach intensywnego mieszania uzyskuje się bardzo dobre rozproszenie obu faz i efektywną przemianę substratu. Te i inne specjalne techniki biokatalizy nie będą tutaj szczegółowo omawiane. Przytoczone zostaną jedynie podstawowe, klasyczne sposoby unieruchamiania enzymów i komórek, polegające na ich wiązaniu wewnątrz lub na powierzchni nośników nierozpuszczalnych (rys. 10.4).

ą:.', •