SI20479A - Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce, - Google Patents

Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce, Download PDF

Info

Publication number
SI20479A
SI20479A SI200000035A SI200000035A SI20479A SI 20479 A SI20479 A SI 20479A SI 200000035 A SI200000035 A SI 200000035A SI 200000035 A SI200000035 A SI 200000035A SI 20479 A SI20479 A SI 20479A
Authority
SI
Slovenia
Prior art keywords
enzyme
immobilization
immobilized
reaction
enzymes
Prior art date
Application number
SI200000035A
Other languages
English (en)
Inventor
Željko Knez
Vlasta KRMELJ
Zoran Novak
Maja Habulin
Davor Bauman
Original Assignee
Željko Knez
Vlasta KRMELJ
Zoran Novak
Maja Habulin
Davor Bauman
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Željko Knez, Vlasta KRMELJ, Zoran Novak, Maja Habulin, Davor Bauman filed Critical Željko Knez
Priority to SI200000035A priority Critical patent/SI20479A/sl
Publication of SI20479A publication Critical patent/SI20479A/sl

Links

Landscapes

  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce iz aerogelov silicijevega dioksida z visoko skupno specifično površino, večjo od 430 m2/g. Novi postopek imobilizacije obsega: sol-gel sintezo, staranje, superkritično sušenje s plinom. Encimi, imobilizirani z novo tehniko, imajo pri uporabi kot katalizatorji pri reakcijah esterifikacije v superkritičnih fluidih visoke relativne aktivnosti (do 25), v primerjavi s komercialnimi prostimi encimi.ŕ

Description

komercialnimi prostimi encimi.
Sl 20479 A
Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce, imobilizirani encimi in njihova uporaba
Področje izuma
Predmetni izum se nanaša na nov postopek za imobilizacijo encimov v nove trdne nosilce, sestavljene iz aerogelov silicijevega dioksida, na encime imobilizirane po tem postopku in na njihovo uporabo kot katalizatorji pri reakcijah esterifikacije v superkritičnih fluidih. Tako imobilizirani encimi se lahko uporabijo v kontinuirnih reaktorjih z nasutjem ali fluidizirano plastjo in mešalnih reaktorjih. Prednosti se pokažejo še posebej v primeru obratovanja na večjih industrijskih napravah, saj se imobiliziran encim z lahkoto odstranjuje (ločuje) od produktov.
Stanje tehnike
V praksi se pri encimsko kataliziranih reakcijah pojavljajo številne, zelo pomembne pomanjkljivosti:
• mnogi encimi niso dovolj stabilni pri določenih obratovalnih pogojih in lahko izgubijo svojo katalitsko aktivnost zaradi avtooksidacije, razpada in/ali denaturizacije, katere povzročitelj je lahko topilo, topljenec ali mehanske strižne sile;
• ker so encimi vodotopne molekule, je njihova ponovna večkratna uporaba, kar je zelo pomembno z ekonomskega vidika, problematična zaradi dejstva, da jih je izredno težko ločiti (separirati) od substratov in produktov.
Te zgoraj navedene pomanjkljivosti rešujejo z imobilizacijo encimov. Imobilizacijska tehnika vključuje enega od dveh možnih načinov:
- vključitev encima v/na trdni nosilec (coupling), ali z vezavo molekul encimov med seboj (cross-linking).
Imobilizacija encimov je prenos encimov iz vodotopne oblike v vodonetopno. Biokatalizator (encim) se zapre (omeji) v zaprto področje, katerega ne more zapustiti, vendar hkrati ohrani katalizatorsko aktivnost (ujetje v trdno strukturo). Na ta način se z uporabo imobiliziranega encima homogena kataliza spremeni v heterogeno katalizo. Odvisno od imobilizacijske tehnike se lahko lastnosti biokatalizatorjev, kot so aktivnost, stabilnost, selektivnost, Km vrednost, pH in temperaturne karakteristike, bistveno spremenijo, včasih na bolje, včasih na slabše. Največja pomanjkljivost večine imobilizacijskih tehnik je, da encimi v večini primerov pri postopku imobilizacije izgubijo del svoje aktivnosti zaradi večjih omejitev v prenosu snovi v reaktorju in zaradi zmanjšanega števila dostopnih aktivnih centrov. Napovedovanje učinkovitosti imobilizacijskega postopka je danes zelo težko.
Poznanih je več imobilizacijskih tehnik.
Npr. Skica 1: Različne tehnike imobilizacije encimov (K. Faber, Bio-transformations in Organic Chemistry, Springer-Verlag Berlin, 1992)
Glavni cilj vedno novih imobilizacijskih postopkov in novih potencialnih nosilcev za imobilizacijo je nezmanjšana aktivnost imobiliziranih encimov. Doseganje relativne aktivnosti (aktivnost prostega encima/aktivnost imobiliziranega encima) 1.0 in več, so lastnosti dobrih imobilizacijskih tehnik. Z razvojem sol-gel sinteze (C.J. Brinker, G.W. Sherer, Sol-Gel Science, The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing, Academic Press, San Diego, 1990) se je v zadnjem času pojavila možnost imobilizacije encimov z zamrežitvijo encimov v mreže silica gelov s pomočjo sol-gel sinteze. V tem primeru se med potekom sol-gel sinteze v homogeno raztopino sola vnese biokatalizator, ki se kasneje v procesu geliranja zamreži v pore gela. V zadnji fazi tega procesa se topilo, ki se uporablja v sol-gel sintezi, odstrani z odparevanjem na zraku, da dobimo silica kserogele, ki imajo v svojih porah imobilizirane molekule encima (M.T. Reetz, J. Simpelkamp, A. Zonta, Lipases immobilized in sol-gel processed hydrophobic materials, US Patent 5817493).
Opis izuma z izvedbenimi primeri
Prvi predmet izuma je nov postopek za imobilizacijo encimov v nove trdne nosilce, sestavljene iz aerogelov silicijevega dioksida. V tem postopku imobilizacije klasično sušenje produktov sol-gel sinteze na zraku nadomestimo s superkritičnim sušenjem s plinom. Na ta način dobimo posušene gele, ki jih imenujemo aerogeli. Aerogeli imajo v primerjavi s kserogeli, ki so bili posušeni klasično na zraku, mnogo boljše lastnosti v smislu večje specifične površine, manjšega premera por in večjega volumna por ter s tem posledično večjo poroznost in nižjo gostoto. Med sušenjem na zraku topilo iz por gelov upareva in na fazni meji tekoče-para v porah gela nastajajo močne kapilarne sile, ki porušijo strukturo gela. Pri superkritičnem sušenju, kjer topilo iz por gela ekstrahiramo s plinom, se izognemo nastanku dvofaznega področja in s tem nastanku kakršnih koli porušitvenih sil, ki bi uničile strukturo gela. Na ta način ohranimo izredne lastnosti gelov, pridobljene v postopku sol-gel sinteze.
Nadaljnji predmet izuma so encimi, imobilizirani po predlaganem novem postopku.
Še nadaljnji predmet izuma je uporaba imobiliziranih encimov kot katalizatorjev pri reakcijah esterifikacije v superkritičnih fluidih, kjer kažejo visoke relativne aktivnosti (do 25) v primerjavi s komercialnimi prostimi encimi.
Tabela 1: Morfološke lastnosti S1O2 aerogelov uporabljene v postopku imobilizacije encima, dobljene z fizikalno adsorpcijo dušika pri 77 K.
Aerogel SbET (Smic)3 (m2/g) v (cm7g) mezo/mikro d (nm)b mezo/mikro
S1O2 1065(180) 6.3/0.072 15-20/1.5
a (Smic) v oklepaju specifična površina mikropor, dobljena z analizo t-krivulje b model geometrije cilindričnih por
Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce iz aerogelov silicijevega dioksida z visoko skupno specifično površino, večjo od 430 m2/g, obsega :
• sol-gel sintezo, • staranje, • superkritično sušenje s plinom.
Sol-gel sinteza. V postopku priprave SiO2 gelov s sol-gel sintezo smo kot organosilikonsko snov uporabili tetrametoksisilan (TMOS).
V steklenem reaktorju z magnetnim mešalom smo raztopili zahtevano količino TMOS (Aldrich, čistota 98%) v ustrezni količini metanola. Za potek kemične sinteze v inertni atmosferi smo v sistem dovajali dušik iz jeklenke. Za morebitni potrebni refluks topila med sintezo je bil na reaktor nameščen vodno hlajeni kondenzator. Preko steklenega graduiranega kapalnika, nameščenega na pokrovu reakcijske posode, smo po kapljicah dodajali predhodno pripravljeni vodni raztopini encima in katalizatorja NH4OH (Kemika, p.a.).
Vodno raztopino encima smo pripravili na dva načina:
• vodno raztopino encima smo centrifugirali in v sol-gel sintezi uporabili samo zgornjo fazo (supernatant), • uporabili smo celotno vodno raztopino brez centrifugiranja.
Po končanem dodajanju smo mešanico močno mešali (1000 obr/min), da smo dobili homogeno raztopino. Tako nastali sol smo pustili gelirati pri sobni temperaturi.
Za imobilizacijo smo uporabili naslednje encime: lipaze, fosfolipaze, proteaze, esteraze, amilaze, izomeraze, celulaze. Prednostne so lipaze. Encim vnesemo v strukturo omenjenega aerogela v fazi sol-gel transformacije omenjene organosilikonske snovi v prisotnosti omenjenega encima. Proces poteka v prisotnosti vsaj enega katalizatorja, izbranega izmed bazičnih snovi, predvsem šibkih baz. Prednosten je amonijev hidroksid.
Staranje. Po končanem geliranju smo S1O2 alkogele z imobiliziranimi encimi starali v hladilniku pri temperaturi med 0 do 8°C še 40 do 200 ur.
Superkritično sušenje s plinom. Produkte sol-gel sinteze skupaj z vgrajenim encimom posušimo s postopkom superkritičnega sušenja s plinom. Pri superkritičnem sušenju se topilo (alkohol) popolnoma izmenja z ekstrakcijo z ustreznim plinom. Sušenje poteka z ekstrakcijo alkohola s plinom pri pogojih, ki so nad oziroma blizu njegove kritične točke.
Na Skici 2 je prikazana aparatura za superkritično sušenje gelov s plinom. Aparatura obsega jeklenko (1) s plinom, visokotlačno črpalko (2), ekstraktor avtoklav (3), regulacijski ventil (4), separator (5), merilnik in regulator temperature (TIR), merilnik tlaka (PIR) in merilnik pretoka (Fl).
Na Skici 3 je prikazan potek superkritičnega sušenja s plinom - CO2.
Pri kritični temperaturi in kritičnem tlaku površinske napetosti izginejo, zaradi česar je struktura alkogela med zamenjavo alkohola podvržena le zelo malim stresom. Pomembna stopnja sušenja je končno praznjenje, oziroma izpust plina iz ekstraktorja. Med zniževanjem tlaka v ekstraktorju (izpust plina) mora plin v ekstraktorju preiti iz superkritičnega področja direktno v plinsko področje. Na vsak način se moramo izogniti tvorbi tekoče faze, ker bi nastale površinske napetosti na fazni meji uničile strukturo gela. To dosežemo s počasnim zniževanjem tlaka v ekstraktorju pri konstantni temperaturi nad kritično. Za superkritično sušenje uporabimo naslednje pline: CO2) freone (R 23), N2O, di-metileter, alkane, alkene, njihove zmesi, prednostno CO2. Superkritično sušenje izvedemo pri temperaturah od 30 do 150°C in tlakih od 80 do 400 bar, prednostno pri temperaturi 40°C in tlaku 100 bar.
Za superkritično sušenje smo ekstraktor z gelom do vrha napolnili z alkoholom. Tako smo preprečili možnost izhlapevanja topila iz gela in s tem porušitev njegove strukture med dvigovanjem tlaka. Ekstraktor smo najprej segreli na določeno temperaturo med 30 in 150°C, nato pa s pomočjo visokotlačne črpalke počasi dovajali plin do tlaka med 80 - 400 bar. Med uvajanjem plina v ekstraktor smo ga v cevi ogreli na temperaturo 30 - 150°C.
Pretok plina med sušenjem je bil konstanten in je znašal med 20 in 350 L/h. Regulacija pretoka je bila neodvisna od regulacije tlaka v ekstraktorju, ki smo ga regulirali s pomočjo pnevmatskega ventila. Mešanico plina in alkohola iz ekstraktorja smo vodili v separator, kjer se je zaradi znižanja tlaka alkohol ločil od plina. Po končani zamenjavi alkohola smo tlak v ekstraktorju z izpuščanjem plina počasi zniževali (ΔΡ/Δί = 3bar/min) do atmosferskega pri temperaturi nad kritično. Po končanem praznjenju smo ekstraktor ohladili na sobno temperaturo.
1. Izvedbeni primeri za imobilizacijo
Primer 1. Imobilizacija lipaze iz Candida cylindracea v SiO2 aerogel Lipazo smo suspendirali v destilirani vodi (0.5g/ 3.5ml) pri sobni temperaturi in suspenzijo mešali 5 minut. Suspenzijo smo nato centrifugirali in za imobilizacijo uporabili supernatant. V 100 ml stekleni reaktorski bučki smo raztopili 3.80g TMOS (tetrametoksisilan) v 15.2g absolutnega metanola (molsko razmerje TMOS:MeOH = 1:32.7). Po 15 minutnem mešanju, ko smo dobili povsem homogeno raztopino, smo dodali predhodno pripravljeno vodno raztopino encima in raztopino amonijevega hidroksida (NH4OH) v preostanku vode v končnem molskem razmerju TMOS:H2O = 1:10. Mešanico smo močno mešali (1000 obr/min) še nadaljnji 2 minuti. Po približno 5 minutah, ob razvoju toplote v reakcijski mešanici, je motna raztopina sola zgelirala v trden neprozoren gel. Gel smo pustili stati v zaprti posodi 24 ur pri sobni temperaturi in ga nato še 3 dni starali v hladilniku pri temperaturi 5°C.
Po treh dneh smo gel posušili s postopkom superkritičnega sušenja z ogljikovim dioksidom pri temperaturi 40°C in tlaku 100 bar. Tako imobilizirano lipazo v SiO2 aerogelu smo shranili v hladilniku za nadaljnjo uporabo.
Vsebnost lipaze v aerogelu: 0.25%.
Skupna specifična površina imobiliziranega encima v SiO2 aerogelu:
480 m2/g.
Relativna aktivnost v vodnem mediju (aktivnostni faktor = aktivnost imobilizirane lipaze/aktivnost proste lipaze) znaša 1.0 (Reakcija 1).
Stabilnost imobiliziranega encima je konstantna 4 reakcijske cikle. Razpolovna doba je 6 reakcijskih ciklov.
Primer 2.
Identičen Primeru 1, z edino razliko, da vodne suspenzije lipaze nismo centrifugirali in smo za imobilizacijo uporabili vso suspenzijo.
Vsebnost lipaze v aerogelu: 0.25%
Relativna aktivnost v vodnem mediju (aktivnostni faktor = aktivnost imobilizirane lipaze/aktivnost proste lipaze) znaša 1.0 (Reakcija 1). Razpolovna doba je 1 reakcijski cikel.
Primer 3.
Identičen Primeru 1, z edino razliko, da smo gel posušili s postopkom superkritičnega sušenja s propanom pri temperaturi 100°C in tlaku 50 bar. Vsebnost lipaze v aerogelu: 0.25%
Skupna specifična površina imobiliziranega encima v SiO2 aerogelu:
503 m2/g.
Relativna aktivnost v vodnem mediju (aktivnostni faktor = aktivnost imobilizirane lipaze/aktivnost proste lipaze) znaša 1.0 (Reakcija 1).
Stabilnost imobiliziranega encima je konstantna 4 reakcijske cikle. Razpolovna doba je 6 reakcijskih ciklov.
Primer 4. Imobilizacija lipaze iz Porchine pankreas v SiO2 aerogel.
Lipazo smo suspendirali v destilirani vodi (3 g/ 21 ml) pri sobni temperaturi in suspenzijo mešali 5 minut. Suspenzijo smo nato centrifugirali in za imobilizacijo uporabili supernatant. V 100 ml stekleni reaktorski bučki smo raztopili 22.80 g TMOS (tetrametoksisilan) v 91.2 g absolutnega metanola (molsko razmerje TMOS:MeOH = 1:32.7). Po 15 minutnem mešanju, ko smo dobili povsem homogeno raztopino, smo dodali predhodno pripravljeno vodno raztopino encima in raztopino amonijevega hidroksida (NH4OH) v preostanku vode v končnem molskem razmerju TMOS:H2O = 1:10. Mešanico smo močno mešali (1000 obr/min) še nadaljnji 2 minuti. Po približno 5 minutah, ob razvoju toplote v reakcijski mešanici, je motna raztopina sola zgelirala v trden neprozoren gel. Gel smo pustili stati v zaprti posodi 24 ur pri sobni temperaturi in ga nato še 3 dni starali v hladilniku pri temperaturi 5°C.
Po treh dneh smo gel posušili s postopkom superkritičnega sušenja z ogljikovim dioksidom pri temperaturi 40°C in tlaku 100 bar. Tako imobilizirano lipazo na SiO2 aerogelu smo shranili v hladilniku za nadaljnjo uporabo. Vsebnost lipaze v aerogelu: 0.25%
Skupna specifična površina imobiliziranega encima v SiO2 aerogelu:
455 m2/g.
Relativna aktivnost v vodnem mediju (aktivnostni faktor = aktivnost imobilizirane lipaze/aktivnost proste lipaze) je 1.0 (Reakcija 2).
Primer 5 . Imobilizacija esteraze iz Rhizopus orrhizus m SiO2 aerogel. Identičen Primeru 1, z edino razliko, da smo za imobilizacijo namesto lipaze uporabili esterazo iz Rhizopus orrhizus.
Vsebnost esteraze v aerogelu: 0.25%
Skupna specifična površina imobiliziranega encima v SiO2 aerogelu:
432 m2/g.
Relativna aktivnost v vodnem mediju (aktivnostni faktor = aktivnost imobilizirane esteraze/aktivnost proste esteraze) znaša 1.0 (Reakcija 3). Stabilnost imobiliziranega encima je konstantna 5 reakcijskih ciklov. Razpolovna doba je 6 reakcijskih ciklov.
Primer 6 . Imobilizacija proteaze Subtilisin v SiO2 aerogel.
Identičen Primeru 1, z edino razliko, da smo za imobilizacijo namesto lipaze uporabili proteazo Subtilisin. Vsebnost proteaze v aerogelu: 0.25%
Skupna specifična površina imobiliziranega encima v SiO2 aerogelu:
448 m2/g.
Relativna aktivnost (aktivnostni faktor = aktivnost imobilizirane proteaze/aktivnost proste proteaze) znaša 1.0 (Reakcija 4).
Stabilnost imobiliziranega encima je konstantna 4 reakcijske cikle. Razpolovna doba je 5 reakcijskih ciklov.
I. Test aktivnosti in reakcije, katalizirane z imobiliziranimi encimi
Reakcija 1
Esterifikacija butanojske kisline in oleil alkohola v vodnem mediju
V reakcijski bučki (50 ml) s povratnim hladilnikom smo reakcijski mešanici 9.5 g butanojske kisline in oleil alkohola (molsko razmerje 1:2.5) in 2.5 g vode dodali 0.25 g imobiliziranega encima. Reakcijsko mešanico smo mešali z magnetnim mešalom (600 obr/min) in termostatirali v vodni kopeli pri temperaturi 40°C. Za določitev začetnih reakcijskih hitrosti smo iz reakcijske mešanice odvzemali vzorce (0.I g) v enakih časovnih intervalih in volumetrično določali koncentracijo butanojske kisline. Za določitev aktivnostnega faktorja smo tako dobljeno začetno reakcijsko hitrost delili z začetno reakcijsko hitrostjo reakcije katalizirane z enakim prostim komercialnim encimom pri enakih pogojih.
Reakcija 2
Esterifikacija butanojske kisline in pentanola v vodnem mediju
Identično prejšnji reakciji, s to razliko da smo namesto oleil alkohola uporabili pentanol.
Reakcija 3
Esterifikacija butanojske kisline in geraniola v vodnem mediju
Identično prejšnji reakciji, s to razliko, da smo namesto oleil alkohola uporabili geraniol.
Reakcija 4
Razgradnja kazeina s proteazo Subtilisin
Reakcijski mešanici 1ml kazeina in 990 μΙ fosfatnega pufra s pH 7.6 smo dodali 10 μΙ predhodno pripravljene suspenzije proteaze Subtilisin (10 μΙ imobilizirane proteaze v 990 μΙ fosfatnega pufra). Mešanico smo mešali in inkubirali 20 minut pri temperaturi 35°C. Nato smo dodali 3 ml 5% triklorocetne kisline, v kateri so se raztopili produkti razgradnje kazeina. Koncentracijo produktov smo določili spektrofotometrično. Za določitev aktivnostnega faktorja smo tako dobljeno koncentracijo delili s koncentracijo razgradnjih produktov v reakciji katalizirani z enakim prostim komercialnim encimom pri enakih pogojih.
Reakcija 5
Esterifikacija butanojske kisline in pentanola v superkritičnih fluidih
Reakcijski mešanici 9.5 g butanojske kisline in pentanola (molsko razmerje 1:2.5) v visokotlačnem avtoklavu (45 ml) smo dodali 0.25 g imobiliziranega encima. S pomočjo visokotlačne črpalke smo v avtoklav dovajali ustrezni fluid (CO2, propan) do tlaka 100 bar. Avtoklav smo termostatirali z grelnim plaščem pri temperaturi 40°C. Za določitev začetnih reakcijskih hitrosti smo iz reakcijske mešanice odvzemali vzorce (0.1 g) v enakih časovnih intervalih in volumetrično določali koncentracijo butanojske kisline. Za določitev aktivnostnega faktorja smo tako dobljeno začetno reakcijsko hitrost delili z začetno reakcijsko hitrostjo reakcije katalizirane z enakim prostim komercialnim encimom pri enakih pogojih.
Reakcija 6
Imobilizacija proteaze Subtilisin v SiO2 aerogel.
Identičen primeru 1, z edino razliko, da smo za imobilizacijo namesto lipaze uporabili proteazo Subtilisin.
Vsebnost proteaze v aerogelu: 0.25%
Skupna specifična površina imobiliziranega encima v SiO2 aerogelu: 448 m2/g.
Relativna aktivnost (aktivnostni faktor = aktivnost imobilizirane proteaze/aktivnost proste proteaze) znaša 1.0 (Reakcija 4).
Stabilnost imobiliziranega encima je konstantna 4 reakcijskih ciklov. Razpolovna doba je 5 reakcijskih ciklov.
Reakcija 7
Imobilizirano lipazo iz Primera 4 smo uporabili kot biokatalizator v reakciji esterifikacije butanojske kisline in pentanola v superkritičnem ogljikovem dioksidu pri temperaturi 40° C in tlaku 100 bar (Reakcija 5).
Relativna aktivnost (aktivnostni faktor = aktivnost imobilizirane lipaze/aktivnost proste lipaze) znaša 25 (Reakcija 5).
Razpolovna doba imobiliziranega encima je 10 reakcijskih ciklov.
Reakcija 8
Imobilizirano lipazo iz Primera 4 smo uporabili kot biokatalizator v reakciji esterifikacije butanojske kisline in pentanola v propanu pri temperaturi 40° C in tlaku 100 bar (Reakcija 5).
Relativna aktivnost (aktivnostni faktor = aktivnost imobilizirane lipaze/aktivnost proste lipaze) je 2.5 (Reakcija 5).
Razpolovna doba imobiliziranega encima je 4 reakcijske cikle.
Reakcija 9
Imobilizirano lipazo iz Primera 4 smo uporabili kot biokatalizator v reakciji esterifikacije butanojske kisline in pentanola v vodnem mediju pri atmosferskem tlaku in treh različnih temperaturah: 30, 40 in 50°C (Reakcija 2).
T(°C) -v, (mmol/kgmin)
30 1.9
40 2.4
50 1.3
Aktivacijska energija E(J/molK) Deaktivacijska konstanta KP
18415.5 0.42
Reakcija 10
Imobilizirano lipazo iz Primera 4 smo uporabili kot biokatalizator v reakciji esterifikacije butanojske kisline in pentanola v propanu pri tlaku 100 bar in štirih različnih temperaturah: 30, 40, 50 in 60°C (Reakcija 5).
T(°C) -Vi (mmol/kgmin)
30 19.3
40 22.7
50 28.4
60 25.0
Aktivacijska energija E(J/molK) Deaktivacijska konstanta Kp
15683.5 2.01
Patentni zahtevki

Claims (15)

1. Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce, značilen po tem, da vsebuje vgraditev (ujetje, omejitev) encima v strukturo SiO2 aerogela iz organosilikonske snovi.
2. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da se za imobilizacijo uporabijo encimi: lipaze, fosfolipaze, proteaze, esteraze, amilaze, izomeraze, celulaze.
3. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da se za imobilizacijo uporabi encim lipazo.
4. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da se encim vnese v strukturo SiO2 aerogela v fazi sol-gel transformacije omenjene organosilikonske snovi v prisotnosti encima.
5. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da se produkti sol-gel sinteze skupaj z vgrajenim encimom posušijo s postopkom superkritičnega sušenja s plinom.
6. Postopek zmesi po zahtevku 4, značilen po tem, da se za omenjen postopek superkritičnega sušenja uporabijo plini: CO2, freoni (R 23), N2O, di-metileter, alkani, alkeni, njihove zmesi.
7. Postopek po zahtevku 4, značilen po tem, da se za superkritično sušenje uporabi plin CO2.
8. Postopek po zahtevku 4, značilen po tem, da se superkritično sušenje izvede pri temperaturah od 30 do 150°C.
9. Postopek po zahtevku 4, značilen po tem, da se superkritično sušenje izvede pri tlakih od 80 do 400 bar.
10. Postopek po zahtevku 3, značilen po tem, da poteka v prisotnosti vsaj enega katalizatorja.
11. Postopek po zahtevku 7, značilen po tem, da se kot katalizator uporabi bazična snov.
12. Postopek po zahtevku 7, značilen po tem, da se kot katalizator uporabi šibka baza.
13. Postopek po zahtevku 7, značilen po tem, da se kot katalizator uporabi amonijev hidroksid.
14. Imobiliziran encim, dobljen s postopkom po enem ali več izmed zahtevkov 1 do 11.
15. Uporaba imobiliziranega encima, dobljenega po enem ali več izmed zahtevkov 1 do 11, pri reakcijah esterifikacije v superkritičnih fluidih.
Vezava (coupling)
SI200000035A 2000-02-23 2000-02-23 Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce, SI20479A (sl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI200000035A SI20479A (sl) 2000-02-23 2000-02-23 Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce,

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI200000035A SI20479A (sl) 2000-02-23 2000-02-23 Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce,

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SI20479A true SI20479A (sl) 2001-08-31

Family

ID=20432600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SI200000035A SI20479A (sl) 2000-02-23 2000-02-23 Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce,

Country Status (1)

Country Link
SI (1) SI20479A (sl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022126959A1 (zh) * 2020-12-14 2022-06-23 湖北中烟工业有限责任公司 一种基于二氧化硅气凝胶的纳孔固体酸及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022126959A1 (zh) * 2020-12-14 2022-06-23 湖北中烟工业有限责任公司 一种基于二氧化硅气凝胶的纳孔固体酸及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Novak et al. Silica aerogels as supports for lipase catalyzed esterifications at sub-and supercritical conditions
Dumont et al. Enzymatic reaction kinetic: comparison in an organic solvent and in supercritical carbon dioxide
Blanco et al. Functionalization of mesoporous silica for lipase immobilization: Characterization of the support and the catalysts
de Souza et al. Protic ionic liquid as additive on lipase immobilization using silica sol–gel
Carta et al. Enzymatic synthesis of esters using an immobilized lipase
Goderis et al. Lipase‐catalyzed ester exchange reactions in organic media with controlled humidity
Parvaresh et al. Gas phase transesterification reactions catalyzed by lipolytic enzymes
Wei et al. Encapsulation of enzymes in mesoporous host materials via the nonsurfactant-templated sol–gel process
Salis et al. Physical and chemical lipase adsorption on SBA‐15: effect of different interactions on enzyme loading and catalytic performance
Stamatis et al. Biocatalysis using microemulsion-based polymer gels containing lipase
Shang et al. Immobilization of Candida rugosa lipase on ZnO nanowires/macroporous silica composites for biocatalytic synthesis of phytosterol esters
Adlercreutz Biocatalysis in non-conventional media
Jarzębski et al. Covalent immobilization of trypsin on to siliceous mesostructured cellular foams to obtain effective biocatalysts
Soares et al. Characterization of sol–gel encapsulated lipase using tetraethoxysilane as precursor
Jung et al. Oxidation of indole with CPO and GOx immobilized on mesoporous molecular sieves
Pierre et al. Influence of the drying technique of silica gels on the enzymatic activity of encapsulated lipase
Veum et al. The first encapsulation of hydroxynitrile lyase from Hevea brasiliensis in a sol–gel matrix
Maury et al. Compared esterification kinetics of the lipase from Burkholderia cepacia either free or encapsulated in a silica aerogel
Maury et al. Influence of the sol–gel chemistry on the activity of a lipase encapsulated in a silica aerogel
Zhao et al. Immobilization of Papain on the Mesoporous Molecular Sieve MCM‐48
Nieguth et al. Combined heterogeneous bio-and chemo-catalysis for dynamic kinetic resolution of (rac)-benzoin
Belleville et al. Preparation of hybrid membranes for enzymatic reaction
SI20479A (sl) Postopek za imobilizacijo encimov v trdne nosilce,
US7700312B2 (en) Preparation containing nanoscale particles with electrostatically adhered enzyme
Reetz Practical protocols for lipase immobilization via sol–gel techniques