生物反应工程实验讲义2.doc

实验二 未反应酶失活动力学曲线的制作 一、目的 巩固HRP酶活力测定的方法； 掌握未反应酶失活动力学曲线制作的方法； 进一步熟悉过氧化物酶的特性。 二、原理 酶是一种不稳定物质，常因温度、pH等因素的影响而产生不可逆的活性下降。一般胞外酶较为稳定，而胞内酶在外部环境中容易失活。酶失活，是酶的又一个重要特性。 在一定条件下，使酶溶液恒温保持一定时间，定时取样，然后在pHopt和Topt下，测定残存酶活，以时间为横坐标，相对活力为坐标，绘制的曲线为酶失活动力学曲线。 三、试剂、仪器： 1. 试剂： 酶制剂：辣根过氧化物酶，配制适当浓度。 0.02 mol/L愈创木酚溶液：取0.22ml 愈创木酚加水至100 ml。 0.04 mol/L H2O2溶液：取0.4ml 30% H2O2 加水至100 m l。临用前配制。 pH6.0 0.05mol/L的磷酸缓冲溶液，pH7.0 0.2mol/L的磷酸缓冲溶液。 2. 仪器： 722S分光光度仪 电子天平 恒温水浴锅 秒表 微量可调进样器 离心管等 四、步骤： 取离心管15支，按照1～7的顺序逐管重复两组编号，空白为0号，各管内加入0.5ml 酶液；放入70℃恒温水浴锅内，水浴的热处理时间分别为0、10、20、30、40、50、60、0min，取出后立即用流动水冷却至室温。 在25℃、pH7.0条件下测定其活力。以0号管作空白，在722S型分光光度计470nm波长处读取各管的吸光度A470。 整个操作过程见表4。 五、记录与数据处理 1.记录； 用秒表记时，每隔10S读数。 2. 数据处理： 每分钟A470增加0.001所需酶量定为1个HRP。 相对活力=（零时刻热处理酶活力/任意时间酶活力）×100% 3. 反应酶失活动力学曲线的制作 以处理的时间为横坐标，酶的相对活力为纵坐标作图。 表2 未反应酶失活动力学曲线的制作 管 号 0 1 2 3 4 5 6 7 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 6-1 6-2 7-1 7-2 酶液ml 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 水浴 温度 80℃ 水浴时间min 0 0 10 20 30 40 50 60 取出后立即用流动水冷却至室温 在25℃、pH6.0条件下测定其活力。 记录 实验三 生物反应器的系统分析 一、目的 学习生物反应器的分类、用途； 了解生物反应器系统的组成； 掌握微生物气生式反应器的结构、控制系统及水蒸汽、物料等配送； 学习配管图的平面画法。 二、原理 生化反应器是利用生物催化剂进行生化反应的设备，可从多个角度对其进行分类。 按所使用的生物催化剂生化反应器将酶催化反应器和细胞生化反应器。酶催化反应器比较简单，本身无变化；细胞生化反应器包括微生物反应器（发酵罐）和动植物反应器，该反应器则十分复杂，细胞增殖，避免染菌。 按反应器所需的能量的输入方式分为机械搅拌式、气升式和液体循环式。机械搅拌式的能量为机械搅拌；气升式的能量为气体喷射动能；而液体循环式的能量是泵对液体的喷射作用产生的。 生物反应器系统一般由反应器、操作系统、检测系统。 气生式发酵罐由喷嘴、升管和降管组成，利用喷嘴功能和流体在发酵罐的重度造成循环流动来实现发酵液的搅拌混合和溶氧（图3）。 操作系统由输送蒸汽、空气、水、物料的管道和阀门组成。所用阀一般为截止阀（球阀）、闸门阀、针阀、橡皮隔膜阀等。实罐灭菌时，蒸汽可从进气口、排料口和取样口进入，从其它口排出，即所谓“三进四出”或“三进五出”（图4）。 检测系统由测敏元件、线路和控制面板组成。发酵罐一般检测温度、压力、流量等物理参数和氧化还原电位、DO值、排气的氧分压等化学参数（图5）。 三、步骤 观察气生式发酵罐的内部结构及外形； 观察气生式发酵罐的开口数，绘出其草图； 观察气生式发酵罐的检测系统，绘出其草图； 观察气生式发酵罐控制系统的附属设备； 观察气生式发酵罐的管道系统，绘出其草图（注意蒸汽、空气、物料、冷却水的流动路径）； 观察操作面板，了解各种操作按扭的用途。 四、绘图 绘制气生式发酵罐的操作系统图， 要求： 在4号图纸绘制。绘制并标明气生式发酵罐的开口、检测参数、配置管道及蒸汽、空气、物料、冷却水的路径走向。 4