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生物催化,

  • 生物
  • 2025-04-04

生物催化?那么,生物催化?一起來了解一下吧。

定義

生物催化是指利用酶或生物有機體作為催化劑進行化學轉化的過程。它是利用酶或微生物細胞或動植物細胞作為生物催化劑進行催化反應的技術,是一個處于生物技術和化學交叉領域的年輕領域。

生物催化劑

概念與類型

生物催化劑廣義是指由生物產(chǎn)生用于自身新陳代謝,維持其生物的各種活動。工業(yè)用生物催化劑是游離或固定化的酶或活細胞的總稱,包括從生物體(主要是微生物細胞)中提取出的游離酶或經(jīng)固定化技術加工后的酶,也包括游離的、以整體微生物為主的活細胞及固定化活細胞。此外,死的細胞或干細胞制劑也具有催化作用,但屬于一種不純的酶催化劑。

特點

優(yōu)點:與非生物催化劑相比,生物催化劑能在常溫常壓下反應,反應速率快,催化作用專一,價格較低。酶催化反應一般在常溫、常壓和近于中性條件下進行,投資少、能耗少且操作安全性高,具有極高的催化效率和反應速度,比化學催化反應的催化效率可高

倍。同時,生物催化劑用于有機合成的優(yōu)勢主要在于選擇性,在化學選擇性、區(qū)域選擇性、非對映選擇性和對映選擇性方面具有優(yōu)勢,其產(chǎn)品通常更純,副產(chǎn)品的分離問題更少。

缺點:生物催化劑易受熱、受某些化學物質及雜菌的破壞而失活,穩(wěn)定性較差,反應時的溫度和范圍要求較高。用作固定化酶或固定化細胞時,使用壽命一般應不少于30批或連續(xù)使用3個月,否則經(jīng)濟上很難過關。

發(fā)展歷史

暫未找到關于生物催化技術發(fā)展歷史的相關直接資料,但生物催化過程已在制藥工業(yè)等領域使用了很長時間,其發(fā)展是伴隨著生物技術和化學的不斷進步而逐步推進的。

應用情況

制藥工業(yè)

生物催化在制藥工業(yè)中部分是關于實現(xiàn)無法以其他方式進行的反應,部分是關于用有毒試劑溶劑替代現(xiàn)有的合成,例如通過酶促裂解青霉素生產(chǎn)抗生素。

傳統(tǒng)領域

微生物和酶工藝已被用于生物衍生原料,現(xiàn)在開始擴展到石油衍生材料領域,且手性酶在有機藥品合成及柴油微生物脫硫中得到廣泛應用,在反應中作歧化劑。在小分子的及中間體合成

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