реферат неорганические носители
.docxМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖНЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«ПОЛЕССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра биохимии и биоинформатики
Реферат
по дисциплине «Иммобилизованные клетки и ферменты»
На тему:
«Неорганические носители»
Подготовил: |
Студентка 3 курса, группы 22БХ-1 Децук Валерия Петровна
|
Проверил: |
Старший преподаватель Каленчук Татьяна Владимировна
|
Пинск 2024
…
Оглавление
Введение 3
Глава 1. Классификация неорганических носителей 4
Глава 2. Пористые неорганические носители 6
Глава 3. Непористые неорганические носители 7
Заключение 8
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 9
Введение
Иммобилизация клеток и ферментов представляет собой значимое направление в биотехнологии, способствующее существенному повышению эффективности и стабильности биокаталитических процессов. Одним из ключевых аспектов этой технологии является выбор подходящих носителей для иммобилизации.
Для иммобилизации клеток и ферментов могут использоваться как органические, так и неорганические носители.
Неорганические носители – это твердые материалы природного или синтетического происхождения, не содержащие углерод в своей структуре. Они используются в качестве основы для иммобилизации клеток и ферментов, обеспечивая им стабильную и надежную фиксацию.
В данной работе будет рассмотрена классификация и свойства неорганических носителей, играющих важную роль в обеспечении оптимальных условий для функционирования иммобилизованных биологических объектов.
Целью данного реферата является систематизация знаний о неорганических носителях, используемых для иммобилизации клеток и ферментов, и анализ их свойств. Это позволит лучше понять их роль и потенциал в современных биотехнологических процессах.
Глава 1. Классификация неорганических носителей
Неорганические носители, используемые для иммобилизации клеток и ферментов, можно классифицировать по различным признакам, таким как состав, структура и свойства:
Классификация по составу
Оксиды металлов: Включают оксид алюминия, оксид титана и оксид кремния. Эти материалы обладают высокой механической прочностью и устойчивостью к агрессивным средам.
Силикагель: Высокопористый материал, широко используемый в качестве адсорбента.
Графитовая сажа: Обеспечивает большую площадь поверхности для иммобилизации.
Керамика: Пористая керамика, производимая на базе кордиеритов или оксида алюминия, обладает высокой износостойкостью и термостойкостью.
Классификация по структуре
Пористые носители: Имеют развитую пористую структуру, что увеличивает площадь поверхности для иммобилизации. Примеры включают силикагель и пористую керамику.
Непористые носители: Обладают гладкой поверхностью и используются в случаях, когда требуется минимальное взаимодействие с иммобилизованными объектами.
Классификация по форме
Порошки: Мелкодисперсные материалы, используемые для создания суспензий и паст.
Шарики: Сферические частицы, обеспечивающие равномерное распределение иммобилизованных объектов.
Монолиты: Цельные структуры, используемые в колонках и реакторах.
По функциональным свойствам
Адсорбенты: Материалы с высокой адсорбционной способностью, такие как активированный уголь и силикагель.
Катализаторы: Носители, обладающие каталитической активностью, например, оксиды металлов.
Ионообменники: Материалы, способные обменивать ионы с окружающей средой, такие как цеолиты.
Эти классификации помогают выбрать оптимальный носитель для конкретных задач иммобилизации, обеспечивая высокую эффективность и стабильность биокаталитических процессов.
Глава 2. Пористые неорганические носители
Пористые неорганические носители — это материалы, обладающие развитой пористой структурой, что обеспечивает большую площадь поверхности для адсорбции и катализа. Поры могут быть макропористыми (диаметр пор > 50 нм), мезопористыми (2-50 нм) и микропористыми (< 2 нм).
Выделяют следующие основные типы пористых носителей:
Силикагель — это материал с высокой пористостью, который широко применяется в качестве поглотителя и катализатора. Он отличается большой площадью поверхности и химической стойкостью.
Цеолиты — это кристаллические вещества, состоящие из алюмосиликатов с однородными микропорами. Они используются как молекулярные сита для разделения смесей газов и жидкостей.
Активированный уголь обладает высокой способностью поглощать вещества и применяется для очистки газов и жидкостей.
Оксиды металлов, такие как оксид алюминия и оксид титана, отличаются высокой прочностью и устойчивостью к агрессивным средам.
Пористая керамика, изготовленная на основе кордиеритов или оксида алюминия, обладает высокой износостойкостью и термостойкостью.
К основным свойствам пористых носителей относят высокую удельную поверхность, химическую стойкость, механическую прочность, а также термостойкость. Большая площадь поверхности обеспечивает высокую адсорбционную способность и эффективность катализа. Устойчивость к агрессивным химическим средам позволяет использовать эти материалы в различных промышленных процессах. Высокая прочность и устойчивость к износу делают пористые неорганические носители долговечными и надежными. Способность выдерживать высокие температуры без разрушения структуры.
Пористые неорганические носители нашли применение в различных областях: в химической промышленности носители используются в качестве катализаторов и носителях катализаторов, применяются для очистки газов, используются в биомедицинском оборудовании.
Глава 3. Непористые неорганические носители
Непористые неорганические носители представляют собой материалы с гладкой поверхностью, которые не имеют развитой пористой структуры. Эти носители используются в различных областях науки и техники благодаря своим уникальным свойствам.
Непористые неорганические носители — это материалы, которые не содержат пор или имеют минимальное количество пор. Они обладают гладкой поверхностью, что делает их подходящими для определенных типов каталитических и адсорбционных процессов.
К основным типам непористых неорганических носителей относят:
Оксиды металлов: Включают оксид алюминия, оксид титана и оксид кремния. Эти материалы обладают высокой механической прочностью и устойчивостью к агрессивным средам.
Соли металлов: Непористые соли щелочных, щелочноземельных и переходных металлов используются для специфической сорбции полярных веществ.
Металлы и сплавы: Используются в качестве катализаторов и носителей для катализаторов благодаря своей высокой термостойкости и химической устойчивости.
Преобладающими свойствами непористых органических носителей являются гладкая поверхность, которая обеспечивает минимальное взаимодействие с иммобилизованными объектами, что может быть полезно в определенных каталитических процессах; высокая механическая прочность, химическая устойчивость, а также способность выдерживать высокие температуры без разрушения структуры.
Заключение
В данном реферате были рассмотрены классификация и свойства неорганических носителей, используемых для иммобилизации клеток и ферментов. Иммобилизация является важным процессом в биотехнологии, позволяющим повысить стабильность и эффективность биокаталитических систем.
Неорганические носители, такие как оксиды металлов, силикагель, графитовая сажа и пористая керамика, обладают уникальными свойствами, которые делают их незаменимыми в различных областях науки и промышленности. Высокая термостойкость, химическая устойчивость, возможность модификации поверхности и разнообразие форм позволяют адаптировать эти материалы под конкретные задачи.
Классификация неорганических носителей по составу, структуре, форме и функциональным свойствам помогает выбрать оптимальный материал для конкретных применений. Пористые носители обеспечивают большую площадь поверхности для адсорбции и катализа, тогда как непористые носители обладают гладкой поверхностью и высокой механической прочностью.
Применение неорганических носителей охватывает широкий спектр областей, включая биотехнологию, медицину, химию и охрану окружающей среды. Их использование способствует развитию новых технологий и улучшению существующих процессов.
Таким образом, неорганические носители играют ключевую роль в современных биотехнологических процессах, обеспечивая высокую эффективность и стабильность иммобилизованных клеток и ферментов. Дальнейшие исследования и разработки в этой области будут способствовать расширению их применения и улучшению характеристик, что открывает новые перспективы для науки и промышленности.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Энзиматическая инженерия [Электронный источник]. – Режим доступа: https://studfile.net/preview/9041390/page:2/. – Дата доступа: 07.10.2024
Дисперсные и ультрадисперсные материалы [Электронный источник]. – Режим доступа: [Электронный источник]. – Режим доступа: https://www.chem.msu.ru/rus/teaching/materials/3nano.pdf. – Дата доступа: 07.10.2024
Аль Меселмани, М.А. Иммобилизованные клетки и ферменты : 1-31 01 02 Биохимия, 6-05-0511-02 Биохимия, 1-31 01 01 Биология (по направлениям) [Электронный ресурс] : электронный учебно-методический комплекс / М.А. Аль Меселмани ; УО "Полесский государственный университет". – Пинск : ПолесГУ, 2023. – 132 с.
Юрин, В.М. Иммобилизованные клетки и ферменты : Учебно-методический комплекс / В.М. Юрин, Т.И. Дитченко. – Минск : БГУ, 2014 – 138 с.