Immobilized एंजाइमहरु र उनको आवेदन

पहिलो पटक एन्बेबिलिज एंजाइमहरूको अवधारणा 20 औं शताब्दीको दोस्रो भागमा उठ्यो। यसबाहेक, 1 9 16 को सुरुवातमा, यो फेला पर्यो कि कार्बनमा sucrose sorbed यसको उत्प्रेरक गतिविधि बनाए। सन् 1 99 3 मा डी। श्लेइट र एन। ग्रुबहोफरले पप्सिन, एमिसेज, कार्बोबायोपेपिडेडिसिसेज र आरएनएसको इन्सुलेटर क्यारियरको पहिलो ब्याइन्ड गरे। सन् 1 99 7 मा इनिमोलाइज एंजाइमहरूको अवधारणा वैध गरियो। यो ईन्जिनियरिङ् इन्जाइमोलोजीमा पहिलो सम्मेलनमा भयो। рассматривается в более широком смысле, чем это было в конце 20 века. वर्तमान समय मा, एनिमेटेड एंजाइमहरु को अवधारणा व्यापक 20 औं शताब्दी को अन्त मा एक व्यापक समझ मा विचार गरिन्छ। यो विवरणलाई थप विवरणमा विचार गर्नुहोस्।

सामान्य जानकारी

– соединения, которые искусственно связываются с нерастворимым носителем. र immobilized एंजाइमहरू यौगिकहरू हुन् जुन कृत्रिम रूपले अघुलनशील वाहकमा बाँधिएको छ। एकै समयमा तिनीहरू उनीहरूको उत्प्रेरित गुणहरू राख्छन्। हाल, यो प्रक्रिया दुई पहलुहरु मा विचार गरिन्छ - प्रोटीन अणुहरु को आंदोलन को आंशिक र पूर्ण सीमा को ढांचे को भित्र।

फाइदाहरू

. वैज्ञानिकहरूले इमोजिलाइज एंजाइमहरूको केही फाइदाहरू स्थापना गरेका छन्। विषमिक उत्प्रेरक को रूप मा अभिनय, उनि प्रतिक्रिया माध्यम देखि सजिलै संग अलग गर्न सक्छन्। может быть многократным. अनुसन्धानको ढाँचा भित्र यो स्थापित गरिएको थियो कि एनिमेलाइज एंजाइमहरूको प्रयोग दोहोर्याउन सक्छ। बाध्यकारी प्रक्रियाको समयमा, यौगिकहरू तिनीहरूको गुण परिवर्तन गर्दछ। तिनीहरूले सब्सट्रेट विशिष्टता, स्थिरता प्राप्त गर्छन्। यस अवस्थामा, तिनीहरूको क्रियाकलापले वातावरण परिस्थितिमा निर्भर हुन्छ। отличаются долговечностью и высокой степенью стабильности. Immobilized एंजाइमहरु उनको स्थायित्व र उच्च स्तर को स्थिरता को द्वारा प्रतिष्ठित छ। यो भन्दा अधिक छ, उदाहरणका लागि, हजारौंमा निःशुल्क इन्जेमाइमहरू, हजारौँ हजारौं। यो सबै उच्च दक्षता, प्रतिस्पर्धा र टेक्नोलजीजहरूको अर्थव्यवस्था सुनिश्चित गर्दछ जसमा अपरिचित एंजाइमहरू उपस्थित छन्।

मिडिया

जी। पोटोतुले आदर्श सामग्रीको मुख्य गुणहरू परिभाषित गरे जुन इम्युबलाइजेशनको लागि प्रयोग गरिनु पर्छ। क्यारियरहरू हुनुपर्छ:

1. असुविधा।
2. उच्च जैविक र रासायनिक प्रतिरोध।
3. चाँडै सक्रिय गर्ने क्षमता। वाहकहरू सजिलै एक प्रतिक्रियाशील प्रजातिहरुमा परिवर्तन गर्नु पर्छ।
4. महत्वपूर्ण हाइड्रोफिलिसिटी।
5. आवश्यक पारगम्यता। यसको सूचकांक एंजाइमहरूको लागि समान रूपमा स्वीकार्य हुनुपर्छ, र कोनेजाइम्स, प्रतिक्रिया उत्पादन र सब्सट्रेटका लागि।

हाल, त्यहाँ कुनै सामग्री छैन जुन पूर्णतया यी आवश्यकताहरु पूरा गर्दछ। यद्यपि, अभ्यासमा, क्यारियरहरू प्रयोग गरिएका छन् जुन निश्चित परिस्थितिमा एंजाइमहरूको निश्चित श्रेणीको immobilization को लागी उपयुक्त छ।

वर्गीकरण

, разделяются на неорганические и органические. उनीहरूको प्रकृतिमा निर्भर छ, सामग्री, जसमा यौगिहरु अप्रवस्थित एंजाइमहरुमा परिवर्तित हुन्छन्, अकार्बनिक र कार्बनिक मा विभाजित हुन्छन्। धेरै रचनाहरूको बाध्यता बहुलक वाहक संग गरिन्छ। यी जैविक सामग्री 2 वर्गमा विभाजित छन्: सिंथेटिक र प्राकृतिक। ती मध्ये हरेक मा, बारी मा, संरचना को आधार मा भिन्नता छ। अकार्बनिक वाहक मुख्य रूप देखि गिलास, सिरेमिक, मिट्टी, सिलिका जेल, ग्रेफाइट ब्ल्याकबाट बनेको छ। सामग्रीको साथ काम गर्दा, सूखी रसायन विज्ञान को तरिका लोकप्रिय छन्। इमोजिलाइज एंजाइमहरु को टाइटेनियम, एल्युमिनियम, जिरकोनियम, हाफिनियम ओक्साइड वा कार्बनिक पॉलिमर संग उपचार को साथ कोटिंग वाहक द्वारा प्राप्त गरिन्छ। सामाग्रीको एक महत्त्वपूर्ण लाभ पुनरुत्थानको सजिलो हो।

प्रोटीन वाहकहरू

सबैभन्दा लोकप्रिय हो लिपिड, पोलिसेक्चरराइड र प्रोटीन सामग्री। पछिको, संरचनात्मक बहुलकहरू भेद गर्न आवश्यक छ। तिनीहरू मुख्यतया कोलेजन, फ्रिबिन, किरिटिन, साथै जेलाटिन समावेश गर्दछ। यस्तो प्रोटीन व्यापक रूपमा प्राकृतिक वातावरणमा वितरण गरिन्छ। तिनीहरू सस्ती र किफायती छन्। यसको अतिरिक्त, तिनीहरूले बाध्यकारीको लागि ठूलो कार्यात्मक समूहहरू छन्। प्रोटीनहरूले बायोड्रग्रेड गर्ने क्षमतामा भिन्न हुन्छन्। . यसले दबाइमा इमोसिलाइज एंजाइमहरूको प्रयोग विस्तार गर्न सम्भव बनाउँछ। बीचमा, त्यहाँ प्रोटीनहरूको पनि नकारात्मक गुणहरू छन्। на протеиновых носителях заключаются в высокой иммуногенности последних, а также возможность внедрять в реакции только определенные их группы. प्रोटीन वाहकहरूमा डिम्बाइज एंजाइमहरू प्रयोग गर्ने क्षमता पछिको उच्च प्रतिरक्षा हो, र प्रतिक्रियामा मात्र केहि निश्चित समूहहरू पेश गर्ने क्षमता हो।

Polysaccharides, aminosaccharides

यी सामाग्रीहरू, चिटिन, डेक्स्ट्रेन, सेलुलोज, एरारोज र तिनीहरूको डेरिभेटिभ प्रायः प्रयोग गरिन्छ। प्रतिक्रियाका लागि पोलिसकेक्राइडाइडहरू बढी प्रतिरोधी हुनका लागि, तिनीहरूको रैखिक चेनको एपिएचलोहोहडिइनसँग क्रस-लिंक हुन्छ। विभिन्न आयनोगेनिक समूहहरू जाल ढाँचामा स्वतन्त्र रूपमा प्रस्तुत हुन्छन्। चिट्रिन औद्योगिक प्रविधिको समयमा अप्ठ्यारोको रूपमा ठूलो मात्रा मा संकुचित भएको छ। यो पदार्थ रासायनिक प्रतिरोधी छ र राम्रो तरिकाले परिभाषित पनी संरचना हो।

सिंथेटिक बहुलक

सामाग्री को यो समूह धेरै विविध र सुलभ छ। यसमा एक्रिलिक एसिड, स्टिनिन, पोलिभिनिल रक्सी, पलीयरेन र पलियामाइड पॉलिमरको आधारमा पोलिमरहरू समावेश छन्। प्रायः तिनीहरू यांत्रिक शक्तिमा भिन्न हुन्छन्। परिवर्तनको प्रक्रियामा, तिनीहरू पर्याप्त विस्तृत दायरामा pores को आकार फरक को संभावना प्रदान गर्दछ, विभिन्न कार्यात्मक समूहको परिचय।

बाध्यकारी तरिकाहरू

हाल, इमोजिलाइजेशनको दुई मौलिक फरक संस्करणहरू छन्। पहिलो क्यारियरको साथ बिना कोभलेंट बान्ड बिना कम्पाउण्डको तयारी छ। यो विधि भौतिक हो। अर्को विकल्पले सामग्रीसँग एक कोलोनल बांडको गठन समावेश गर्दछ। यो रासायनिक विधि हो।

Adsorption

получают путем удерживания препарата на поверхности носителя благодаря дисперсионным, гидрофобным, электростатическим взаимодействиям и водородным связям. यसको साथमा, एनिमेटेड एंजाइमहरू फैलावट, हाइड्रोफोबिक, इलेक्ट्रोटट्याटिकल र हाइड्रोजन बान्डको कारण क्यारियरको सतहमा औषधि राखेर प्राप्त गरिन्छन्। विज्ञापनपोषण तत्वहरूको गतिशीलता सीमित गर्न पहिलो तरिका भयो। यद्यपि, अहिले सम्म यो विकल्पले यसको प्रासंगिकता गुमाएको छैन। साथै, विज्ञापनपोषण उद्योगमा इञ्जिनियरिङ्को सबैभन्दा सामान्य तरिकालाई मानिन्छ।

विधिको विशेषताहरू

वैज्ञानिक प्रकाशनहरूमा 70 भन्दा इन्जाइमहरू, एडोसेप्शन विधिद्वारा प्राप्त गरिन्छ, वर्णन गरिएको छ। क्यारियरहरू मुख्यतया खरगोशका गिलास थिए, विभिन्न क्लोज, पोलिसेकेचराइडहरू, एल्युमिनियम अक्साइडहरू, सिंथेटिक बहुलकहरू, टाइटेनियम र अन्य धातुहरू। पछिल्ला प्रायः प्रयोग गरिन्छ। क्यारियरमा लागू औषधिको विज्ञापनपोषण को भौतिक र विशिष्ट सतह क्षेत्र को porosity द्वारा निर्धारित गरिन्छ।

कार्यको तंत्र

अघुलनशील सामग्रीमा एंजाइमहरूको विज्ञापन सरलकरण सरल छ। यो क्यारियरसँग औषधको जलीय समाधानलाई सम्पर्क गरेर प्राप्त गरिन्छ। यो स्थिर वा गतिशील तरिकामा लिन सकिन्छ। एंजाइम समाधान ताजा तत्काल संग मिश्रित छ, उदाहरणका लागि, टाइटेनियम हाइड्रोक्साइड। त्यसपछि, हल्का परिस्थितिमा, कम्जरी सुकेको छ। यस एनिमेमिलाइजेशन संग एंजाइम गतिविधि लगभग 100% छ। एकै समयमा, विशिष्ट एकाग्रता प्रति ग्याग वाहक 64 मिलीग्राम पुग्छ।

नकारात्मक क्षणहरू

एनामिमेसनको क्षति गर्दा एन्जाइम वा क्यारियर बाध्य हुँदा कम शक्ति समावेश गर्दछ। प्रतिक्रियाको अवस्थामा परिवर्तनको प्रक्रियामा, तत्वहरू हानिकारक हुनसक्दछ, उत्पादनको प्रदूषण, प्रोटीनको विरूपण। बन्धन बल बढाउन, क्यारियरहरु पूर्व परिमार्जित छन्। विशेष गरी, सामग्री धातु आयन, बहुलक, हाइड्रोफोबिक यौगिक र अन्य polyfunctional एजेन्टहरु संग व्यवहार गरिन्छ। केहि अवस्थामा, परिमार्जन नै औषधिको अधीनमा छ। तर प्रायः यो यसको गतिविधिमा कमीको कारण हुन्छ।

जेलमा समावेश

यसको विशिष्टता र सादगीको कारण यो विकल्प धेरै सामान्य छ। यो विधि न केवल व्यक्तिगत तत्वहरूको लागि, तर बहुयुजाइ परिसरहरूको लागि पनि उपयुक्त छ। जेलमा समावेश दुई तरिकामा प्रदर्शन गर्न सकिन्छ। पहिलो अवस्थामा, तैयारी मोनोमर को एक जलीय समाधान संग संयुक्त गरिन्छ, पछि पोलिमरराइजेशन। नतिजाको रूपमा, जेलको एक स्थानिक ढाँचाले देखाएको छ, कक्षहरुमा एंजाइम को अणुहरु। दोस्रो अवस्थामा, समाप्त पोलिमरको समाधानमा तयारीमा थपिएको छ। त्यसपछि यो जेल राज्यमा हस्तान्तरण गरिएको छ।

अर्ध-पारदर्शी ढाँचाहरूमा इम्बेडिंग

Immobilization को यस विधि को सार सब्सट्रेट देखि जलीय एंजाइम समाधान को जुदाई छ। यसको लागि, एक अर्धवार्षिक झिल्ली प्रयोग गरिन्छ। यसले cofactors को कम आणविक तत्वहरु लाई पास गर्दछ र substrates र एंजाइमहरु को ठूलो अणुहरुलाई ढिलाइ गर्दछ।

Microencapsulation

अर्ध-पारदर्शी ढाँचाहरूमा परिचय दिनका लागि धेरै विकल्पहरू छन्। सबै भन्दा ठूलो रुचि microencapsulation हो र प्रोटीन को liposomes मा शामिल। पहिलो संस्करण टी 1 चांग द्वारा 1 9 64 मा प्रस्ताव गरिएको थियो। यो तथ्य समावेश गर्दछ कि एंजाइम समाधान एक बन्द क्याप्सुल मा पेश गरिएको छ, जसको पर्खालहरु एक अर्धवार्षिक पोलिमर देखि बनाइन्छ। सतह मा झिल्ली को उपस्थिति यौगिकहरुको अन्तरक्रियात्मक polycondensation को प्रतिक्रिया को कारण हो। यिनी मध्ये एक कार्बनिक मा र अन्य - पानी को चरण मा भंग भयो। एक उदाहरण सिबेकिक एसिड (कार्बनिक चरण) र hexamethylenediamine-1,6 (क्रमशः, जलीय चरण) को हलोजनोहाइडाइड को polycondensation द्वारा प्राप्त microcapsule को गठन हो। झिल्लीको मोटाई एक माइक्र्रोमीटर को सयौं मा गणना गरिन्छ। कैप्सूलको आकार सयौं वा दसौं माइक्रमिति छन्।

Liposomes मा शामिल

Immobilization को यो विधि microencapsulation को नजिकै छ। लिपोओमहरू लाई लामेल या लिपिड bilayers को गोलाकार तंत्रहरुमा प्रतिनिधित्व गरिन्छ। यो विधि 1 9 70 मा पहिलो पटक लागू भएको थियो। एक कार्बनिक विलायक को बहाव को लिपिड समाधान देखि लिपोसोम को अलग गर्न को लागी गरिन्छ। शेष पतली फिलिम एक जलीय समाधान मा फैलिएको छ जसमा एंजाइम मौजूद छ। यस प्रक्रियाको समयमा लिपिड bilayer ढाँचाहरूको आत्म-विधान सम्पन्न हुन्छ। . दबाइमा यस्ता एनिमेटेड एंजाइमहरू धेरै लोकप्रिय छन्। यो तथ्य यो हो कि धेरै अणुहरु जैविक झिल्ली को लिपिड मैट्रिक्स मा स्थानीयकृत हुन्छन्। являются важнейшим исследовательским материалом, позволяющим изучать и описывать закономерности процессов жизнедеятельности. चिकित्सा मा लिपोसम immobilized एंजाइमहरु मा शामिल सबै भन्दा महत्वपूर्ण अनुसन्धान सामाग्री हो, अध्ययन गर्न को लागी र जीवन प्रक्रिया को पैटर्न को वर्णन गर्न को लागी।

नयाँ लिंकहरूको गठन

एंजाइमहरू र क्यारियरहरूको बीचमा नयाँ कोलोनल चेन्सनको गठन गरेर इमोबिललाइजेशन औद्योगिक बायोकोटास्टस्टहरू प्राप्त गर्ने सबैभन्दा ठूलो तरिका मानिन्छ। भौतिक तरिकाको विपरीत, यो विकल्प अणु र सामग्री बीच एक अपरिवर्तनीय र बलियो ब्यान्ड प्रदान गर्दछ। उनको शिक्षा अक्सर औषधिको स्थिरीकरण संग हुन्छ। एकै समयमा, क्यारियरको सम्बन्धमा पहिलो कोलोनन्ट बाण्डको दूरीमा एंजाइमको स्थानले उत्प्रेरक प्रक्रिया प्रदर्शन गर्न केही कठिनाइ उत्पन्न गर्दछ। अणु एक सम्मिलित को माध्यम ले सामाग्री देखि अलग छ। पाली-र बाफनात्मक एजेन्टहरू प्रायः यसको रूपमा कार्य गर्दछ। तिनीहरू विशेष गरी हाइड्रोजन, ब्रोमोकियन, ग्लुतुरिट डाइल्डराइड, सल्फ्युरील क्लोराइड, आदि हुन्। उदाहरणका लागि, galactosyltransferase हटाउन, निम्न अनुक्रम -CH ₂ -NH- (CH ₂ ) ₅ -CO- वाहक र एंजाइम बीच राखिएको छ। यस्तो अवस्थामा, त्यहाँ एउटा सम्मिलित छ, अणु र संरचनामा क्यारियर। तिनीहरू सबै कोभलेंट बान्ड द्वारा जोडिएको छ। मौलिक महत्व को प्रतिक्रिया कार्यात्मक समूहहरुमा परिचय को आवश्यकता हो जो तत्व को उत्प्रेरक कार्य को लागि आवश्यक छैन। त्यसोभए, एक नियमको रूपमा, ग्लियोकोप्टेन्सन क्यारियरसँग प्रोटीन मार्फत कार्बोहाइड्रेट भाग मार्फत संलग्न छैन। नतिजाको रूपमा, अधिक स्थिर र सक्रिय immobilized एंजाइमहरू प्राप्त हुन्छन् ।

कक्षहरू

माथि वर्णित तरिकाहरू सबै प्रकारका बायोकोटास्टिस्टहरूको लागि सार्वभौमिक मानिन्छ। तीमध्ये अरू, अरूको बीचमा, कक्षहरू, subcellular ढांचेहरू, जसको सुरक्षाकर्मी भर्खरै बढेको छ। यो निम्नको कारण हो। जब कोशिकाहरु लाई immobilizing, वहाँ एंजाइम तैयारी को अलग र शुद्ध गर्न को प्रतिक्रिया को लागि कोफैक्टर्स को परिचय को आवश्यकता छैन। नतिजाको रूपमा, यो सम्भव हुन सक्छ कि प्रणालीहरू बहुविध निरन्तर प्रक्रियाहरू प्राप्त गर्न प्राप्त गर्नुहोस्।

Immobilized एंजाइमहरूको प्रयोग

, промышленности, других хозяйственных отраслях достаточно популярны препараты, полученные указанными выше способами. पशु चिकित्सा औषधिमा , उद्योग, अन्य आर्थिक शाखाहरू, उपरोक्त विधिहरूले प्राप्त गर्ने तयारीहरू निकै लोकप्रिय छन्। अभ्यासमा विकसित दृष्टिकोणहरू शरीरमा लक्षित औषधि डिलिवरी लागू गर्ने समस्याहरूको समाधान प्रदान गर्दछ। Immobilized एंजाइमहरूले यसलाई कम से कम एलर्जीनिटीस र विषाक्तता संग लामो-अभिनय औषधि प्राप्त गर्न सम्भव बनायो। वर्तमानमा, वैज्ञानिकले सूक्ष्म र ऊर्जाको जैवसंस्करणसँग सूक्ष्म जीवविज्ञान दृष्टिकोणहरू प्रयोग गरी समस्या समाधान गर्दै छन्। यसबाहेक, इमोजिलाइज एंजाइमहरूको प्रविधिले पनि काममा महत्त्वपूर्ण योगदान दिन्छ। विकासको लागि सम्भावना व्यापक देखिन्छ जस्तो लाग्छ। त्यसोभए, भविष्यमा वातावरणको अवस्थामा नियन्त्रण प्रक्रियामा महत्वपूर्ण भूमिकाहरू मध्ये एक नयाँ विश्लेषणको रूपमा हुनुपर्छ। विशेष गरी, हामी bioluminescent र immunoenzymatic विधिहरु बारे कुरा गर्दै छन् । लिगेरोस्लोलोस्कोनिक कच्चे माल को प्रसंस्करण मा विशेष महत्व को उन्नत तरीकाहरु हो। यसले कमजोर संकेतहरूको एम्पलीफायरहरूको रूपमा immobilized एंजाइमहरू प्रयोग गर्न सम्भव छ। सक्रिय केन्द्र अल्ट्रासाउन्ड, मेकानिकल तनाव, वा फाइटोकोमिकल परिवर्तनको लागि संवेदनशील अन्तर्गत क्यारियरको प्रभाव अन्तर्गत हुन सक्छ।