超声波在酶催化中的应用.ppt

超声波技术在酶催化中的应用超声连续辐照时间对酶活的影响刘耘等研究表明，对有机相中Lipozyme进行超声辐照处理时(蔗糖为底物)，酶活力随着连续超声辐照时间的延长而大幅度提高。其他条件相同情况下，将120s/30s和30s/30s(均为辐射时间/间歇时间)两种作用方式进行比较表明，在120s/30s的形式下，相对酶活力高达247.7%。而在适宜的超声功率下，总超声时问对酶活力影响甚少第30页，共47页，星期日，2025年，2月5日超声波技术在酶催化中的应用超声介质的特性对固定化酶活性的影响一般酶都在水溶液中催化反应，但很多酶还能在非水溶剂中催化反应。研究结果揭示，超声能量对处于不同溶剂中的酶分子的作用效果是有差别的。一般来说，酶在不同的溶剂系统中有不同的活力表现。超声波对在不同溶剂系统中的酶分子的催化特性有不同的影响效果，这是很容易理解的。第31页，共47页，星期日，2025年，2月5日超声波技术在酶催化中的应用宗敏华等研究表明，Lipozyme在不同介质中经超声辐照处理不同时间后，活性不同;他们发现，溶剂的疏水性越强，酶抗超声辐射变性作用的能力越强。在正己烷中，处理对酶活影响甚小，处理时间小于20min，几乎未出现酶的失活;处理40min后，活力损失仅11.8%。在水相中，超声辐照处理使酶迅速失活，处理l0min后，酶的失活率为58.4%，处理40min后，酶失活率高达93.3%。在四氢峡喃中，酶对超声辐射变性作用的抗性介于正己烷和水之间。刘耘等研究表明，超声介质中水的含量对Lipozyme活力影响很大。在脱水四氢呋喃中，超声辐照60min，酶活力损失24.6%，到含水量10%时，酶活力仅存4.8%。第32页，共47页，星期日，2025年，2月5日超声波技术在酶催化中的应用固定化酶颗粒大小和反应系统的影响林影等研究超声波对固定化菊糖酶作用的影响时，以纯菊糖为底物，选择不同直径范围的固定化酶颗粒反应，发现随着固定化酶颗粒的增大，超声波的促进作用增大。他们发现静止反应的超声波作用比振荡反应的作用效果更加显著。第33页，共47页，星期日，2025年，2月5日第1页，共47页，星期日，2025年，2月5日主讲内容超声波的定义及特性超声波的生物学效应（作用机制）超声波技术应用于酶催化的研究背景超声波技术在酶催化中的应用超声波技术在酶催化中的研究及应用前景展望第2页，共47页，星期日，2025年，2月5日超声波的定义及特性什么是超声波（ultrasound）：超声波是声波大家族中的一员。声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。超声波是指振动频率大于20KHz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。第3页，共47页，星期日，2025年，2月5日超声波的定义及特性超声波的特性：（1）超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。（2）超声波可传递很强的能量。（3）超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。（4）超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。第4页，共47页，星期日，2025年，2月5日超声波的生物学效应（作用机制）作用机制主要包括以下三个：机械力学作用热力学作用空化作用第5页，共47页，星期日，2025年，2月5日超声波的生物学效应（作用机制）机械力学作用：超声波在媒质中传播，意味着超声波在其传播空间内使媒质质点进入振动状态。超声波在生物介质中疏密相间的传播，引起组织细胞容积变化及细胞液，反应介质的流动，产生的冲击波和微射流等能增加传质速度，提高分子间的碰撞几率，促进酶解反应，从而加快组织、细胞代谢作用。第6页，共47页，星期日，2025年，2月5日超声波的生物学效应（作用机制）热力学作用：当超声波束通过机体组织介质时，介质中的摩擦力可对超声引起的分子振动发生阻抗，部分超声能被吸收并转化为热。合适强度的超声波在机体组织内传播时，一部分能量被组织吸收由机械能转变成热能，由于不同组织细胞吸收热量不同可产生局部高温、高压，形成胞内物质的微流、涡流，促