- •1. Определение термина «иммобилизация». Основные требования к носителям и приемам иммобилизации при одно- и многостадийных реакциях.
- •2. Классификация носителей, используемых при иммобилизации. Свойства полисахаридных носителей.
- •Полисахариды.
- •3. Основные требования к материалам-носителям. Выбор носителей при использовании иммоббилизованных препаратов в технологических исследованиях.
- •4. Синтетические полимерные материалы и неорганические носители.
- •5. Характеристика методов физической иммобилизации
- •6. Классификация методов иммобилизации. Иммобилизация на поверхности носителя и силы, определяющие связывание препарата на поверхности носителя
- •7. Иммобилизация в массе носителя.
- •8. Иммобилизация с использованием мембранной технологии и двухфазных реакционных сред.
- •9. Микрокапсулирование
- •10.Иммобилизация металлохелатным способом
- •11 Иммобилизация ферментов
- •13) Влияние иммобилизации на состояние фермента, возможные причины изменения его активности
- •14) Критерии оценки протекания ферментативного процесса при иммобилизации
- •15. Эффекты распределения реагентов в катализе иммобилизованными ферментами
- •16. Основные показатели стабильности иммобил-ных ферментов, причины, вызывающие изменения стабильности и способы устранения.
- •17. Термостабильность иммобилизованных ферментов и способы ее определения.
- •18. Способы сохранения каталитической активности ферментов при иммобилизации.
- •19. Использование иммобилизованных ферментов в производстве.
- •20. Ферментные электроды: конструирование, стадии функционирования и критерии, определяющие их качество.
- •21.Общая характеристика микробных катализаторов, требования к производственному штамму, преимущества и недостатки иммобилизованных клеток по сравнению со «свободными».
- •22.Преимущества иммобилизованных клеток по сравнению с иммобилизованными ферментами.
- •23. Классификация иммобилизованных микробных биокатализаторов по принципу действия.
- •24. Приемы выбора способа иммобилизации клеток микроорганизмов для промышленных целей.
- •25. Оценка физиологической и метаболической активностей клеток в иммобилизованном состоянии
- •26 Схема биотехнологической переработки растительного сырья. Получение спиртов и кетонов.
- •27. Получение ак, алкеноксидов, витаминов, аб, пав
- •28. Получение органических кислот, углеводов, ферментов
- •29) Утилизация отходов.
- •30) Характеристика реакторов с иммобилизованными клетками.
- •31. Преимущества выращивания растительных клеток в культуре и использование вторичных метаболитов в фармакопии.
- •33. Методы определения жизнеспособности иммобилизированных растит-х клеток.
- •34. Способность иммобилизированных растит-х клеток к биосинтезу. Характеристика процессов биотрансформации (биоконверсия).
- •36. Физиолого-биохимические процессы у иммобилизованных растительных клеток и их отличия от суспендированных (свободных) клеток.
- •37. Приемы выделения и введения в культуру клеток животных.
- •38. Характеристика способов иммобилизации клеток животных и преимущества монослойных культур.
- •1. Культивирование в плоских флаконах (матрацах)
- •2. Культивирование во вращающихся бутылях (роллерных аппаратах)
- •3. Культивирование в колонках на микроносителях – наиболее оптимальная комбинация выращивания поверхностно зависимых клеток с помощью технологии суспензионных культур.
- •39. Основные параметры, критерии и их характеристика при биотестировании физиологической активности вещества с использованием клеток животных.
- •40. Описание приема биотестирования с использование монослойной культуры клеток животных.
- •41 Процедура проведения анализа содержания гормона с использованием иммоб. Клеток животных
- •Примеры применения иммобилизованных клеток в анализе
- •1. Определение термина «иммобилизация». Основные требования к носителям и приемам иммобилизации при одно- и многостадийных реакциях.
1. Определение термина «иммобилизация». Основные требования к носителям и приемам иммобилизации при одно- и многостадийных реакциях.
Иммобилизацию можно рассматривать как физическое разделение биокатализатора (клеток, клеточных фракций или ферментов) и растворителя, при котором молекулы субстрата и продукта могут легко обмениваться между фазами.
Основные требования, предъявляемые к материалам, которые могут быть применены в качестве носителя для иммобилизации: высокая механическая, химическая и биологическая устойчивость (стойкость), обеспечивающая стабильность получаемых иммобилизованных препаратов; возможность получения технологически удобных форм (гранул, мембран, листов и т. д.); носитель не должен затрагивать активность фермента или ферментативные системы клетки при реализации конкретной технологии, необходимо исключить нежелательные воздействия носителя (токсичность, температура, стресс и т. д.); надежное удержание фермента и клетки носителем; материал носителя не должен препятствовать обеспечению иммобилизованного препарата субстратами, газообмену и отводу продуктов жизнедеятельности; высокая гидрофильность, обеспечивающая возможность реакций в водной среде; дешевизна носителя и простота иммобилизации, т. е. экономическая оправданность.
Приемы иммобилизации: При одностадийной катализируемой реакции иммобилизуют или подходящий фермент (чтобы увеличить степень включения и свести к минимуму утечку фермента, требуется высокая степень сшивки носителя, но может ограничиться диффузия молекул субстрата и продукта внутрь частиц носителя и из них наружу.), или жизнеспособные клетки, обладающие необходимой активностью. Для катализа многостадийных реакций, например превращение глюкозы в этанол, где регенерация и удержание кофакторов является обязательным условием, необходимо особое внимание уделять влиянию сшивающих агентов на жизнеспособность клеток. Нужно также иметь ввиду и подачу и отвод газов (кислорода, СО2). Включение живых клеток требует мягких условий иммобилизации; носитель при этом должен представлять систему открытых пор, обеспечивающих хорошие условия для газообмена. К сожалению, частицы носителя, полученные с учетом этих требований, обладают низкой прочностью. Этот фактор особенно важен при увеличении масштабов процесса.
2. Классификация носителей, используемых при иммобилизации. Свойства полисахаридных носителей.
Органические: низкомолекулярные, полимерные.
Полимерные делят на природные: полисахариды, белки, липиды, и синтетические (соответствии с химическим строением основной цепи макромолекул): полистеролы, полиакриламиды, полиуретан.
Природные: обладают доступностью, имеют реакционноспособные функциональные группы → вступают в разные хим. реакции.
«+»: высокая гидрофильность
«−»: неустойчивость к микроорганизмам, высокая стоимость.
Неорганические: макропористые и другие.
К неорганичексим относятся: алюмосиликаты, уголь, графитированная сажа; силикагель, силихромы и стекла – кремнеземы.