Điện cực Enzym đầu tiên được chế tạo bởi Updike và Hicks bằng cách cố định Enzym Glucose oxidase trong một lớp gel polyacrylamide, sau đĩ Enzym này được gắn lên màng Plastic của điện cực oxy. Hoặc cĩ thể cố định một enzym lên một thành phần nhạy cảm của một điện cực bằng màng thẩm thấu ngăn cản sự khuếch tán protein. Guibault và Shu đã chế tạo một điện cực enzym nhạy cảm với ure bằng cách trải một dung dịch huyền phù của enzym urease lên bề mặt của điện cực cĩ màng nilon và bao bọc khít hồn tồn bằng màng thẩm thấu, sau đĩ điện cực enzym này được rửa sạch với nước và sẵn sàng để sử dụng.
Nguyên tắc của phương pháp hấp phụ vật lý như sau:
• Hấp phụ enzym lên chất mang nhờ lực tương tác yếu giữa chất mang và protein như lực Valderwaalls, liên kết hydro và liên kết kỵ nước. Khi chất mang khơng cĩ lỗ xốp, enzym bám trên bề mặt chất mang. Khi chất mang cĩ lỗ xốp, enzym chui vào trong các lỗ xốp của chất mang.
• Nếu chất mang cĩ chứa điện tích, liên kết giữa chất mang và enzym là liên kết ion (Liên kết này bền hơn so với hấp phụ).
• Chất mang hữu cơ: than hoạt tính, cellulose, tinh bột, dextran, collagen, albumin, agarose, chitin.
• Chất mang vơ cơ: silic, thủy tinh xốp, oxide của kim loại.
• Chất trao đổi ion: amberlit, DEAE – sephadex CM – sephadex, DEAE – celllulose, CM – cellulose.
• Polymer tổng hợp: polyamide, polyacrylamide, polystyrol, nilon, polyvinyl. Phương pháp điều chế: Cho enzym và chất mang tiếp xúc với nhau (khuấy trộn), sau đĩ rửa để loại bỏ những phân tử bị gắn yếu lên chất mang.
Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng enzym cố định được và độ bền của liên kết cố định: • Nồng độ protein enzym: lượng enzym cố định lên chất mang thường tỷ lệ thuận
với nồng độ của nĩ ở một giới hạn nhất định.
• pH: pH mơi trường phụ thuộc vào số lượng và bản chất của các nhĩm tích điện ở chất mang cũng như ở protein enzym. Sự thay đổi pH thường ảnh hưởng lớn đến lượng enzym cố định được bằng liên kết ion. Đồng thời sự thay đổi pH đột ngột thường dẫn đến sự nhả hấp phụ của enzym.
• Lực ion của mơi trường: sự cĩ mặt của các muối tích điện trái dấu với chất mang cĩ thể kéo theo sự kết tủa cục bộ của protein trong dung dịch. Tuy nhiên, sự cĩ mặt của muối cũng cĩ thể làm tăng độ hịa tan của protein do đĩ ảnh hưởng xấu đến hiệu quả cố định.
• Nhiệt độ: nhiệt độ tăng làm duỗi mạch protein enzym, do đĩ làm tăng liên kết protein enzym với chất mang, nhưng cũng làm mất hoạt tính của enzym.
• Khối lượng phân tử và bản chất của chất mang: enzym cĩ khối lượng phân tử càng nhỏ thì hấp phụ càng cao. Những chất mang cĩ chứa nhiều nhĩm háo nước hấp phụ tốt hơn và bền hơn.
Tuy nhiên sự cố định vật lý ngày nay ít được sử dụng do sự cĩ mặt của enzym trong dung dịch khơng giữ được hoạt tính trong thời gian dài. Do đĩ sự cố định hĩa