基于多孔微囊技术构建新型高效生物催化剂制造技术

通过结合同轴双层技术和原位侵蚀打孔技术，制备新型高效多孔微囊生物催化剂的新方法。制备微囊过程中，采用同轴双层技术制备内核为透性化啤酒或面包酵母细胞，外层囊壳为聚乙烯醇／海藻酸钙混合凝胶的微囊，直径３～４ｍｍ，最后通过反复冻融进行进一步固化，增加其微囊外层的机械强度。由于微囊内部是细胞液，因此就形成类似于微小的生物反应器的微囊生物催化剂。同时，通过原位化学侵蚀打孔技术，用磷酸盐溶液或其它钙离子络合剂进行化学侵蚀使部分海藻酸钙凝胶溶解，达到原位侵蚀打孔的目的，从而形成微通道以促进小分子原料和产物在凝胶外衣层中的传输。除此之外，通过对啤酒酵母或面包酵母细胞的透性化处理，提高了多孔微囊核中细胞的催化活性。通过上述方法，构建出了细胞载量高、催化效力强、扩散限制小、机械强度好的多孔微囊新型高效生物催化剂，并以此用于生物催化制备手性醇等重要手性药物与医药化工中间体。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
基于新型多孔微囊技术构建高效生物催化剂，其主要步骤为：　　ａ）细胞透性化处理　　将要包埋的啤酒或面包酵母细胞放在十六烷基三甲基溴化铵溶液（ＣＴＡＢ）或甲苯或乙醇混合溶剂中，在４～４０℃处理２～１２０分钟，使细胞透性化，增加细胞的酶活性。ｂ）囊壳混合材料的制备　　用纯化水配置一定浓度的ＰＶＡ溶液和海藻酸钠溶液，并在高压灭菌锅中用８０～１５０℃灭菌２～１２０分钟。按一定比例分别取两种载体溶液，充分混合．制备出囊壳包衣材料基质。　　ｃ）微囊的制备（化学固化）　　取一定量的聚乙烯醇和海藻酸钠混合载体基质置于同轴双层管外层（包衣层），即囊壳材料贮存容器中；另外将啤酒酵母细胞液装入同轴双层管的内层（内核液），即内核液贮存容器中，在一定的压力下，将同轴双层管内的两种物质同时挤压出，滴入经灭菌的适当浓度的ＣａＣ１２溶液中固化一段时间，形成直径为３～４ｍｍ的内核为透性化啤酒酵母细胞液，外壳为ＰＶＡ／ＣＡ载体复合凝胶的球状微囊。　　ｄ）微囊的物理固化　　将化学固化成型的含有透性化酵母细胞液的微囊用去离子水洗几次，然后放在－６０～－１０℃的冰箱中冷冻，每次冷冻时间为１～２４小时，冷冻完成后取出放在０～２５℃进行解冻，每次解冻１～５小时，这样的冻融过程反复进行１～１０次。　　ｅ）多孔微囊的制备　　将制得的微囊置于１～５倍体积的磷酸盐或柠檬酸或ＥＤＴＡ缓冲液中，经若干时间后取出，并用纯化水洗涤２次。将洗涤后的微囊置于纯化水溶液１２小时后，即得多孔微囊生物催化剂。　　液体环境：　　所述ＰＶＡ水溶液在０．０１％～１５％（Ｗ／Ｖ）；　　所述海藻酸钠浓度在０．０１％～１０％（Ｗ／Ｖ）；　　所述ＣａＣｌ↓［２］溶液浓度在０．１％～２０％（Ｗ／Ｖ）；所述的磷酸盐或柠檬酸或ＥＤＴＡ浓度为０．０１～２ｍｏｌ／Ｌ；　　透性化处理所用ＣＴＡＢ或甲苯或乙醇混合溶剂溶液为０．０１％到８％；透性化时间为１～６０分钟。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于明安，龚耿浩，侯毅，赵泉，王施韦，黎刚，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：发明
国别省市：85