华东理工大学 《酶工程》讲义 第一章概论 第一节研究内容 概念 酶工程( Enzyme Engineering)是随着酶学迅速发展,特别是应用通广,使酶学和工 程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学。从应用目的出发研究酶,就是在一定的生物反 应装置中利用酶的催化性质,将相应原料转化成有用的物质。50年代,这一方面文章不超 过10篇,60年代起迅速发展,当时日本研究就很活跃,现在仍是世界上领先国家之 、应用领域 1969年,日本田边制药公司的一位科学家采用固定化氨基酰化酶,成功地将化学法合 成的氨基酸转化成人体可以直接利用的氨基酸,成本只有传统工艺的60%,第一次将固定化 酶成功地应用于工业生产。现在酶工程已深入各个领域 (1)为工业生产锦上添花 (2)环境卫士:利用聚丙乙烯,海藻酸钙包埋热带假丝酵母或者将假单孢菌固定在无烟 煤颗粒上,形成一个固定化的薄膜,这种固定化反应器可以分解废水中的酚,几分钟内0.01% 降道0.0001%。 (3)生物传感器。 (4)医药上:尿激酶(有效溶血物质) (5)生物芯片。 、研究内容 1.酶制剂的分离、提纯、大批量生产及新酶开发 2.酶生产中基因工程技术的应用 酶与细胞固定化。☆ 4.酶分子改造与化学修饰,以及酶结构与功能的研究。 5.酶的应用性开发。 6.酶反应器的研究(包括反应检测) 7.酶抑制剂、激活剂开发及应用研究。☆ 8.模拟酶、合成酶及酶分子的人工设计、合成的研究☆ 9.非水相介质中酶的催化。☆ 第二节国内外酶制剂工业概况 国内外酶制剂生产及销售状况 、我国酶制剂生产的不足点 1.科研经费和技术力量投入不够,酶制剂的菌种产酶水平与国外有较大差距。 2.酶的品种和品级系列存在差距 3.生产装备落后,提炼工艺研究重视不够。 三、我国藤制剂生产努力方向 1.增加科研投入 2.开发活性专一菌株 3.研究新的分离技术,降低分离纯化成本。 第三节生物芯片 生物芯片简介 (一)生物芯片的来源 (二)生物芯片的概念 生物芯片是将生命科学研究中所涉及的不连续的分析过程(如样品制备、化学反应和分 析检测),利用微电子、微机械、化学、物理技术、计算机技术在固体芯片表面构建的微流华东理工大学 《酶工程》讲义 1 第一章 概论 第一节 研究内容 一、概念 酶工程（ Enzyme Engineering）是随着酶学迅速发展，特别是应用通广，使酶学和工 程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学。从应用目的出发研究酶，就是在一定的生物反 应装置中利用酶的催化性质，将相应原料转化成有用的物质。50 年代，这一方面文章不超 过 10 篇，60 年代起迅速发展，当时日本研究就很活跃，现在仍是世界上领先国家之一。 二、应用领域 1969 年，日本田边制药公司的一位科学家采用固定化氨基酰化酶，成功地将化学法合 成的氨基酸转化成人体可以直接利用的氨基酸，成本只有传统工艺的 60%，第一次将固定化 酶成功地应用于工业生产。现在酶工程已深入各个领域。 ⑴ 为工业生产锦上添花。 ⑵ 环境卫士：利用聚丙乙烯，海藻酸钙包埋热带假丝酵母或者将假单孢菌固定在无烟 煤颗粒上，形成一个固定化的薄膜，这种固定化反应器可以分解废水中的酚，几分钟内 0.01% 降道 0.0001%。 ⑶ 生物传感器。 ⑷ 医药上：尿激酶（有效溶血物质）。 ⑸ 生物芯片。 三、研究内容 ⒈ 酶制剂的分离、提纯、大批量生产及新酶开发。 ⒉ 酶生产中基因工程技术的应用。 ⒊ 酶与细胞固定化。☆ ⒋ 酶分子改造与化学修饰，以及酶结构与功能的研究。 ⒌ 酶的应用性开发。 ⒍ 酶反应器的研究（包括反应检测） ⒎ 酶抑制剂、激活剂开发及应用研究。☆ ⒏ 模拟酶、合成酶及酶分子的人工设计、合成的研究☆ ⒐ 非水相介质中酶的催化。☆ 第二节 国内外酶制剂工业概况 一、国内外酶制剂生产及销售状况 二、我国酶制剂生产的不足点 ⒈ 科研经费和技术力量投入不够，酶制剂的菌种产酶水平与国外有较大差距。 ⒉ 酶的品种和品级系列存在差距。 ⒊ 生产装备落后，提炼工艺研究重视不够。 三、我国酶制剂生产努力方向。 ⒈ 增加科研投入 ⒉ 开发活性专一菌株。 ⒊ 研究新的分离技术，降低分离纯化成本。 第三节 生物芯片 一、生物芯片简介 （一）生物芯片的来源 （二）生物芯片的概念 生物芯片是将生命科学研究中所涉及的不连续的分析过程(如样品制备、化学反应和分 析检测)，利用微电子、微机械、化学、物理技术、计算机技术在固体芯片表面构建的微流