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生物催化,

  • 生物
  • 2025-04-04

生物催化?那么,生物催化?一起來了解一下吧。

定義

生物催化是指利用酶或生物有機(jī)體作為催化劑進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化的過程。它是利用酶或微生物細(xì)胞或動(dòng)植物細(xì)胞作為生物催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)的技術(shù),是一個(gè)處于生物技術(shù)和化學(xué)交叉領(lǐng)域的年輕領(lǐng)域。

生物催化劑

概念與類型

生物催化劑廣義是指由生物產(chǎn)生用于自身新陳代謝,維持其生物的各種活動(dòng)。工業(yè)用生物催化劑是游離或固定化的酶或活細(xì)胞的總稱,包括從生物體(主要是微生物細(xì)胞)中提取出的游離酶或經(jīng)固定化技術(shù)加工后的酶,也包括游離的、以整體微生物為主的活細(xì)胞及固定化活細(xì)胞。此外,死的細(xì)胞或干細(xì)胞制劑也具有催化作用,但屬于一種不純的酶催化劑。

特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):與非生物催化劑相比,生物催化劑能在常溫常壓下反應(yīng),反應(yīng)速率快,催化作用專一,價(jià)格較低。酶催化反應(yīng)一般在常溫、常壓和近于中性條件下進(jìn)行,投資少、能耗少且操作安全性高,具有極高的催化效率和反應(yīng)速度,比化學(xué)催化反應(yīng)的催化效率可高

倍。同時(shí),生物催化劑用于有機(jī)合成的優(yōu)勢主要在于選擇性,在化學(xué)選擇性、區(qū)域選擇性、非對映選擇性和對映選擇性方面具有優(yōu)勢,其產(chǎn)品通常更純,副產(chǎn)品的分離問題更少。

缺點(diǎn):生物催化劑易受熱、受某些化學(xué)物質(zhì)及雜菌的破壞而失活,穩(wěn)定性較差,反應(yīng)時(shí)的溫度和范圍要求較高。用作固定化酶或固定化細(xì)胞時(shí),使用壽命一般應(yīng)不少于30批或連續(xù)使用3個(gè)月,否則經(jīng)濟(jì)上很難過關(guān)。

發(fā)展歷史

暫未找到關(guān)于生物催化技術(shù)發(fā)展歷史的相關(guān)直接資料,但生物催化過程已在制藥工業(yè)等領(lǐng)域使用了很長時(shí)間,其發(fā)展是伴隨著生物技術(shù)和化學(xué)的不斷進(jìn)步而逐步推進(jìn)的。

應(yīng)用情況

制藥工業(yè)

生物催化在制藥工業(yè)中部分是關(guān)于實(shí)現(xiàn)無法以其他方式進(jìn)行的反應(yīng),部分是關(guān)于用有毒試劑溶劑替代現(xiàn)有的合成,例如通過酶促裂解青霉素生產(chǎn)抗生素。

傳統(tǒng)領(lǐng)域

微生物和酶工藝已被用于生物衍生原料,現(xiàn)在開始擴(kuò)展到石油衍生材料領(lǐng)域,且手性酶在有機(jī)藥品合成及柴油微生物脫硫中得到廣泛應(yīng)用,在反應(yīng)中作歧化劑。在小分子的及中間體合成時(shí)

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