Tạo liờn kết đồng húa trị giữa cỏc phõn tử enzyme

C hỉnh pH 5,5 ụ đặc dịch

b. Tạo liờn kết đồng húa trị giữa cỏc phõn tử enzyme

Có thờ̉ chuyờ̉n enzyme từ dạng tan thành dạng khụng tan bằng cách tạo liờn kờ́t chộo giữa các phõn tử enzyme đờ̉ tạo thành mạch phõn tử có trọng lượng lớn mà khụng cõ̀n đờ́n chṍt mang.

Cơ sở kỹ thuọ̃t của phương pháp này là làm sao cho các phõn tử enzyme liờn kờ́t với nhau và tạo thành mạng. Các phõn tử enzyme có thờ̉ liờn kờ́t với nhau qua mụ̣t cõ̀u nụ́i nào đó hoặc nhờ nhóm chức hoạt đụ̣ng của bản thõn phõn tử enzyme.

Tác nhõn gắn kờ́t thường dùng là glutaraldehyt với tỉ lợ̀ khoảng từ 1ữ10% so với enzyme. Ví dụ Habeed (1967) đã điờ̀u chờ́ dõ̃n xuṍt tripxin khụng tan bằng cách sử dụng glutaraldehyt 2% đờ̉ liờn kờ́t các phõn tử enzyme.

Hỡnh 4.12. Sơ đồ tạo liờn kết đồng húa trị giữa cỏc phõn tử enzyme

Ưu điờ̉m của phương pháp là tạo ra được sản phõ̉m enzyme khụng tan khá bờ̀n với các tác nhõn nhiợ̀t đụ̣ và pH. Nhược điờ̉m là khó thực hiợ̀n đờ̉ tạo được chờ́ phõ̉m và chờ́ phõ̉m enzyme khụng tan có hoạt tính thṍp.

4.1.3 Gúi enzyme trong khuụn gel

Phương pháp gói trong khuụn gel dựa trờn nguyờn tắc là phõn tử enzyme được nhụ́t trong mụ̣t mạng lưới khụng gian của mụ̣t polymer khụng tan trong nước.

Có nhiờ̀u cách "gói" enzyme: Gói vào khuụn gel, gói trong bao vi thờ̉, nhụ́t trong các lụ̃ nhỏ của các sợi tụ̉ng hợp. Cách thực hiợ̀n chủ yờ́u là hòa tan hoặc phõn tán enzyme trong cỏc monomer trước khi polymer hóa, sau đó tiờ́n hành polymer hóa. Sau khi polymer hóa các phõn tử enzyme sẽ được phõn bụ́ vào trong gel.

- Gói vào khuụn gel dạng mạng:

Là trường hợp các phõn tử enzyme tan trong nước, được giữ trong mạng lưới khụng gian của mụ̣t polymer khụng tan trong nước. Các gel có thờ̉ như là polyacrylamit, Colagen. Vieth (1973) đã cụ́ định enzyme trong Colagen bằng cách cho enzyme vào dụng dịch colagen chưa định hình trong rượu-nước, sau đó hụ̃n hợp được đưa vào điợ̀n trường. Enzyme và colagen sẽ di chuyờ̉n và bám vào bờ̀ mặt của điợ̀n cực bằng platin (catot), tạo màng colagen có enzyme. Như vọ̃y, trong cách cụ́ định này, các

E E E E E

E E E

phõn tử enzyme được nhụ́t trong khụng gian giữa mạng lưới của gel và khụng có mụ́i quan hợ̀ chặc chẽ với mạng gel, nờn trong quá trình sử dụng chúng cũng có thờ̉ bị rơi ra ngoài, dõ̃n đờ́n hoạt lực bị giảm.

Hỡnh 4.13. Cố định enzyme bằng gúi trong khuụn gel

Cũng có thờ̉ gói vào khuụn gel dưới dạng hạt, là trường hợp mà phõn tử enzyme nằm bờn trong chṍt mang là polymer ở dạng hạt rắn. Có thờ̉ thực hiợ̀n bằng cách hòa tan enzyme với các monomer ban đõ̀u sau đó thực hiợ̀n quá trình polymer hóa đờ̉ chuyờ̉n sang dạng rắn. Ví dụ trường hợp gói trong alginat: enzyme được trụ̣n lõ̃n với alginat dạng hòa tan sau đó tạo viờn, trong quá trình hình thành dạng viờn rắn khụng tan các phõn tử enzyme sẽ bị nhụ́t vào các hạt.

- Gúi enzyme trong bao vi thờ̉:

Bao vi thờ̉ là dạng màng bán thṍm, đường kính lụ̃ của màng khụng cho phộp enzyme di chuyờ̉n ra ngoài nhưng lại cho phộp cơ chṍt và sản phõ̉m có thờ̉ dờ̃ dàng di chuyờ̉n ra và vào qua màng.

Có nhiờ̀u cách thực hiợ̀n gói enzyme trong bao vi thờ̉. Mụ̣t phương pháp thường sử dụng là dựa vào nguyờn lý polymer hóa tạo màng bán thṍm. Trong thành phõ̀n cṍu tạo của polymer có 2 loại monomer, mụ̣t hòa tan trong nước và mụ̣t hòa tan trong dung mụi hữu cơ. Người ta hòa tan monomer thứ nhṍt và enzyme trong pha nước, dung dịch này được làm nhũ tương hóa trong mụ̣t dung mụi hữu cơ khụng tan trong nước. Sau đó cho thờm mụ̣t monomer thứ hai kỵ nước, phản ứng polymer hóa được tiờ́n hành sau khi trong hụ̃n hợp có 2 loại monome. Phản ứng polymer hóa xảy ra kộo theo sự tạo màng, màng này sẽ bọc bờn trong pha nước có chứa enzyme.

Hỡnh 4.14. Mụ hỡnh gúi enzyme trong bao vi thể

Enzyme cũng có thờ̉ được nhụ́t trong các lụ̃ nhỏ của sợi tụ̉ng hợp, như sợi metylcellulose theo kiờ̉u của Dinelli (1972), cách thực hiợ̀n như sau: Hụ̃n hợp nhũ

Enzyme

tương triaxetat cellulose trong clorua metylen và enzyme được ộp đùn đờ̉ tạo sợi. Sợi mới tạo thành được nhúng vào toluen đờ̉ tăng đụ̣ bờ̀n rụ̀i sau đó sṍy chõn khụng. Như vọ̃y enzyme được cụ́ định trong mạng lưới của sợi

Ưu điờ̉m của phương pháp gói enzyme trong khuụn gel: - Có thờ̉ gói đụ̀ng thời nhiờ̀u enzyme trong mụ̣t khuụn gel.

- Có thờ̉ sử dụng mụ̣t loại gel đờ̉ gói nhiờ̀u loại enzyme vỡ khụng cõ̀n phải có các liờn kờ́t đặc trưng giữa gel và phõn tử enzyme nhụ́t bờn trong nó.

- Phương pháp có thờ̉ thực hiợ̀n với nhiờ̀u loại enzyme. Nhược điờ̉m của phương pháp:

- Phương pháp chỉ thích hợp cho những phản ứng mà cơ chṍt có khụ́i lượng phõn tử nhỏ vì cơ chṍt và sản phõ̉m phải khuyờ́ch tán được vào trong mạng gel.

- Có thờ̉ làm biờ́n tính protein trong quá trình bao gói. 4.2. Lựa chọn phương pháp cố định

Xác định phương pháp cụ́ định enzyme đóng vai trò quan trọng trong thực hiợ̀n thành cụng viợ̀c cụ́ định enzyme. Sự lựa chọn ban đõ̀u thường được thực hiợ̀n bằng thực nghiợ̀m. Đờ̉ quá trình cụ́ định có kờ́t quả cõ̀n phải đờ̉ ý đờ́n các yờ́u tụ́:

- Enzyme phải cụ́ định trong những điờ̀u kiợ̀n diờ̃n ra phản ứng.

- Các chṍt tham gia phản ứng tạo liờn kờ́t ngang chủ yờ́u chỉ tương tác với các nhóm chức năng nằm ngoài tõm hoạt đụ̣ng của enzyme.

- Nờ́u điờ̀u trờn khụng thực hiợ̀n được thì chṍt tham gia phản ứng tạo liờn kờ́t ngang phải có kích thước lớ n khụng cho phộp nó xõm nhọ̃p vào tõm hoạt đụ̣ng của enzyme.

- Tõm hoạt đụ̣ng phải luụn được bảo vợ̀ , đụi khi có thờ̉ che tõm hoạt đụ̣ng bằng cách bụ̉ sung vào hụ̃n hợp phản ứng cơ chṍt đã được bão hòa bởi enzyme.

- Biợ̀n pháp rửa tỏch enzyme khụng được gắn phải cõ̉n thọ̃n , khụng gõy ảnh hưởng xṍu đờ́n enzyme đã được gắn.

- Khi lựa chọn hợ̀ cụ́ định, cõ̀n phải đờ̉ ý đờ́n phản ứng cụ thờ̉.

- Cõ̀n tính đờ́n các tính chṍt cơ học của chṍt mang . Điờ̀u này quan trọng hơn với những chṍt mang được sử dụng trong những cụ̣t lớn.

4.3. Vật liệu cố định enzyme

Vọ̃t liợ̀u và phương pháp cụ́ định là hai yờ́u tụ́ có tính chṍt quyờ́t định đờ́n hiợ̀u quả của quy trình cụ́ định enzyme. Trong đó, đặc điờ̉m, tính chṍt của vọ̃t liợ̀u cụ́ định là cơ sở cho sự chọn lựa phương pháp cụ́ định enzyme. Khụng có vọ̃t liợ̀u cụ́ định nào thích hợp cho tṍt cả các loại enzyme và cũng khụng có enzyme nào thích hợp với tṍt cả các loại vọ̃t liợ̀u cụ́ định.

Vọ̃t liợ̀u cụ́ định enzyme và tờ́ bào có thờ̉ chia làm hai loại : vọ̃t liợ̀u vụ cơ và vọ̃t liợ̀u hữu cơ.