Tất cả các chất mang dùng trong cố định enzyme được chia làm hai nhóm: Chất mang là polymer hữu cơ, gồm hai nhóm:
Chất mang là các polymer tự nhiên:
Chất mang polysaccharide: là nhóm chất mang đang thịnh hành và được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, đó là cellulose, agarose, dextran, sephadex và các dẫn xuất của chúng.
Agarose là vật liệu ổn định, đồng nhất và dễ dàng tạo hạt. Tuy nhiên do vấn đề giá cả nên chỉ được sử dụng chủ yếu trong nghiên cứu và vì mục đích y học
Cellulose và các dẫn xuất của chúng như CM – cellulose, DEAE – cellulose có tính chất cơ lý khá tốt, giá rẽ nhưng lại không đồng nhất và ổn định nên chỉ được sử dụng ở dạng sợi và vi hạt.
Alginate, carragenan là hai vật liệu khá mới mẻ. Các vật liệu này tạo gel trong dung dịch CaCl2 dùng để nhốt tế bào, enzyme. Tuy nhiên gel của hai loại vật liệu này đều không ổn định trong môi trường có phosphate.
Tinh bột là vật liệu rất phong phú và rẻ tiền. Từ lâu, tinh bột dùng để đóng gạch, diethanolamin tinh bột đã được dùng làm chất mang cố định enzyme như là lipase, glucoisomerase, trypsin, amylase, .. . tuy nhiên, có nhược điểm là độ trương nở còn hạn chế và thiếu các nhóm chức năng vì vậy khả năng cố định và hoạt tính của enzyme còn thấp.
Chitin và chitosan là một vật liệu polymer có nhiều triển vọng trong cố định enzyme và tế bào. Chitin và chitosan có cấu trúc siêu lỗ, dễ tạo màng, tạo hạt, khả năng hấp thụ tốt, tính chất cơ lý bền vững, ổn định, thường dùng để cố định enzyme qua cầu nối glutaraldehyte và sodiumtripolyphosphate, ferrocianur potassium, .. .. cả chitin và chitosan đều có một nhược điểm là tính chất kỵ nước, độ trương nở kém, diện tích bề mặt tiếp xúc nhỏ.
Chất mang là proteine thường dùng như gelatin, keratin, albumin. Vật liệu thuộc nhóm này thường dễ tạo màng, tạo hạt, có nhóm chức năng là NH2 vì vậy thường được sử dụng nhốt enzyme trong khuôn gel với tác nhân đóng mạch là glutaraldehyte. Nhưng có nhược điểm là thường kém bền, dễ nhiễm khuẩn, hay gây ra các phản ứng miễn dịch với cơ thể khi sử dụng trên người và động vật.
Hiện nay có rất nhiều polymer tổng hợp được sử dụng làm chất mang cố định enzyme như polyacrylamide, polyester, polyvinyalcohol, polyvinyacetate, polyacrylic, polystyrene, polyethylene ghép với vinyl monomer, … ưu điểm chung của các polymer tổng hợp là bền, tính chất cơ lý tốt, hoàn toàn trơ với sự tấn công của vi khuẩn, độ trương nở tốt, một số polymer có thể điều chỉnh được kích thước siêu lỗ, … tuy nhiên các polymer tổng hợp cũng bộc lộ những nhược điểm nhất định như: một số có giá thành cao như polyacrylic, polyacrylamide; có khả năng tương hợp sinh học kém và một nhược điểm quan trọng nữa là do quá bền vững không thể phân huỷ trong tự nhiên vì vậy gây ô nhiễm môi trường.
Chất mang vô cơ: ngoài các polymer được sử dụng làm chất mang còn có một số chất mang vô cơ đã được xử dụng thương mại như sợi bông thuỷ tinh, silicum oxide, alluminium oxide, magnesium oxide. Đây là những dạng oxide có cấu trúc siêu lỗ và có khả năng hấp phụ tốt. Nhược điểm của các vật liệu này là tan trong dung dịch kiềm có pH lớn hơn 7.5
2.9.4 Phương pháp cố định
a) phân loại
Dựa vào bản chất các liên kết tạo thành giữa chất mang và enzyme, người ta chia thành hai phương pháp cố định: phương pháp vật lý (liên kết vật lý) và phương pháp hoá học (liên kết đồng hoá trị). Theo Scouten và Gerhartz, có bốn phương pháp cố định enzyme là:
Phương pháp liên kết enzyme với vật liệu cố định (carrier binding) Phương pháp hấp thụ vật lý (physical adsorption)
Phương pháp nhốt (entrapment)
Phương pháp khâu mạch ( cross – linking).