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生物催化,

  • 生物
  • 2025-04-04

生物催化?那么,生物催化?一起来了解一下吧。

定义

生物催化是指利用酶或生物有机体作为催化剂进行化学转化的过程。它是利用酶或微生物细胞或动植物细胞作为生物催化剂进行催化反应的技术,是一个处于生物技术和化学交叉领域的年轻领域。

生物催化剂

概念与类型

生物催化剂广义是指由生物产生用于自身新陈代谢,维持其生物的各种活动。工业用生物催化剂是游离或固定化的酶或活细胞的总称,包括从生物体(主要是微生物细胞)中提取出的游离酶或经固定化技术加工后的酶,也包括游离的、以整体微生物为主的活细胞及固定化活细胞。此外,死的细胞或干细胞制剂也具有催化作用,但属于一种不纯的酶催化剂。

特点

优点:与非生物催化剂相比,生物催化剂能在常温常压下反应,反应速率快,催化作用专一,价格较低。酶催化反应一般在常温、常压和近于中性条件下进行,投资少、能耗少且操作安全性高,具有极高的催化效率和反应速度,比化学催化反应的催化效率可高

倍。同时,生物催化剂用于有机合成的优势主要在于选择性,在化学选择性、区域选择性、非对映选择性和对映选择性方面具有优势,其产品通常更纯,副产品的分离问题更少。

缺点:生物催化剂易受热、受某些化学物质及杂菌的破坏而失活,稳定性较差,反应时的温度和范围要求较高。用作固定化酶或固定化细胞时,使用寿命一般应不少于30批或连续使用3个月,否则经济上很难过关。

发展历史

暂未找到关于生物催化技术发展历史的相关直接资料,但生物催化过程已在制药工业等领域使用了很长时间,其发展是伴随着生物技术和化学的不断进步而逐步推进的。

应用情况

制药工业

生物催化在制药工业中部分是关于实现无法以其他方式进行的反应,部分是关于用有毒试剂溶剂替代现有的合成,例如通过酶促裂解青霉素生产抗生素。

传统领域

微生物和酶工艺已被用于生物衍生原料,现在开始扩展到石油衍生材料领域,且手性酶在有机药品合成及柴油微生物脱硫中得到广泛应用,在反应中作歧化剂。在小分子的及中间体合成

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