1、可控孔隙的硅藻土生物技术,1、概述2、物理化学性质3、硅藻土陶瓷载体的应用4、总结,1、概述,多孔陶瓷用作酵素和微生物的固定载体 ,可用于过滤和分离物质 ,也可以用作生物感觉器官。,由硅藻土生产出来的可控孔隙陶瓷有重要的物化特点,这种陶瓷最近在生物技术方面已得到了应用。,2、物理化学性质,多孔玻璃和陶瓷作为支撑材料,最重要的物理特性是与生物催化剂具有相容性,陶瓷表面能与蛋白质、细胞紧密相联。,生物相容性可以靠测量物质的毒性来决定，如研究在溶液中与特殊酵素的关系 ,或在周围细胞生长过程中研究支撑材料的影响。,陶瓷生物催化剂载体的独特化学性正是: 材料是惰性的,非生物退化的及不含有机碳的。,选择用
2、于固定细胞的支撑材料时,对气孔直径和气孔体积的要求非常严格。 气孔容积的大小决定着固定在载体内的细胞数量。 载体颗粒直径或间壁厚度则决定了营养物质和反应物运送到生物活性细胞或蛋白质所要经过的路径长度。,陶瓷作为生物催化剂载体的第二个最主要性质是具有多孔形态。,多孔形态（直径、体积和孔的弯曲程度）对连接生物活性蛋白有直接影响,通过固定生物催化剂,可表现出明显的生物活性。,硅藻土基质支撑体与其他支撑体相比，具有很大的优越性：独特的硅藻骨架使硅藻土陶瓷的孔隙率达到亚微米级, 硅藻土载体能“呼吸”,不仅能将营养氧渗入更深的气孔中,而且不易发生扩散限制的现象。,硅藻土载体主要依靠吸附法固定细胞。 优点:
3、固定后的细胞是活的,它们的酶活性不受影响。,3、 硅藻土陶瓷载体的应用,硅藻土可被用来制作硅石类生物多孔陶瓷载体。,虽然在制造过滤材料、过滤酸、绝缘材料以及传统的催化剂载体等方面硅藻土原料获得了很大的应用,但用它来作为蛋白质和细胞的生物载体却是最近几年才受到人们重视。,据最频值（频率出现最多）的多孔体积将生物催化剂分类,小于 0.1 m 这类载体主要应用:制药工业、 化学制造业、 食品和饮料工业、 临床医疗以及用于蛋白质、 金属和特殊化学方面的吸附,大于1.0 m 这种载体能固定微生物 ,对废物进行解毒 ,在制药、 化学、 食品及啤酒工业中能进行转换 ,可用于微过滤。,4、总结,有许多有机和无
4、机载体可用于微生物的固化,它们能同细胞表面相作用的反应基团在质量和数量上是有差别的。,孔的大小分布从0.02m可用作酵素载体到100 m用作大的多孔微生物载体,改变载体中气孔的形状和尺寸,可以满足不同生物技术方面的应用需要。尽管生物催化剂的主要作用是微生物本身,但载体的作用却是不可低估的。,将可控孔隙的硅藻土用作固定细胞的载体涉及到微生物学、材料科学和化学反应工程等多方面的知识,深入理解硅藻土陶瓷生物载体的有关作用机制对于改善固定化技术和发展新工艺是非常重要的。这方面还有很多工作要做 ,主要包括:,1、 细胞和酶的生理学,2、 硅藻土陶瓷载体的表面特性。这方面主要包括对表面结构、 表面吸附、 表面能以及表面扩散情况的了解 ,要学会采用现代测试仪器来对这些性能进行较为详细的分析,3、细胞、 载体、 溶液三者之间的相互关系,
