膜污染和酶固定化机理的共通性

     在上一篇论文中[Bioresource Technology, 147 (2013) 260-268]，膜污染诱发酶固定化的概念得以证实。在接下来的研究中，不仅对这个新概念进行了发展完善，而且针对其通量低和酶泄露两大问题，对其操作方式、膜的特性和过程参数进行了对比和优化，并且将膜污染的两大模型-阻力模型和孔堵模型应用到酶固定化机理的分析。结果表明，采用“三明治”膜结构（分离层上下分别附有支撑层）有利于提高酶固定化后的通量；采用“转换”操作模式（固定化和反应阶段采用不同的进料方向）虽然可以获得极高的通量但是载酶量大幅下降。采用孔径较小的膜虽然可以减少固定化过程中的酶泄露，但是通量低且易发生酶的返混。不同材质的膜，其固定化机理不同，对于亲水性高的膜，主要的固定化机理为包埋和氢键交联，对于亲水性较低的膜，主要的固定化机理为疏水吸附和包埋。

利用膜污染机理对酶固定化进行调控

    在固定化过程中，操作压力、酶液浓度和溶液pH值会对载酶量、固定化机理和酶稳定性产生极大的影响。低的操作压力会造成更多的孔堵污染，高的操作压力会使酶分布更广；低的酶液浓度会产生更高的载酶率；低的pH会提高载酶率，但是却降低了酶的稳定性，高的pH虽然带来高的载酶率，但是由于其固定化是可逆的，导致酶泄露增加。

   论文下载地址：

1.  Enzyme immobilization by fouling in ultrafiltration membranes: Impact of membrane configuration and type on flux behavior and biocatalytic conversion efficacy, Biochemical Engineering Journal, 83 (2014) 79-89.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369703X13003434

2. Directing filtration to optimize enzyme immobilization in reactive membranes, Journal of Membrane Science, 459 (2014) 1-11

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037673881400088X

自评：

通过这两篇论文，膜污染诱发酶固定化方法基本得以建立和优化，虽然这些工作的创新性并不高，主要就是将膜污染的机理和模型同酶固定化过程挂钩，但是工作还是比较细致和系统。当然，酶浓度的检测大量采用了280nm直接分光光度计测量，其精度还是有限，毕竟采用的乙醇脱氢酶的纯度只是大于90%，并不是分析纯。以后的工作中所有的酶浓度检测都会采用其他更高精度的方法。接下来的工作，主要是应用研究，采用不同的酶体系进行固定化和反应，特别是多酶反应体系。