第二代酶反應器

第二代酶反應器發展的促進因素

操作的穩定性和連續化是酶反應器工業化套用的關鍵，隨著工業生物催化的日益廣泛套用，第二代酶反應器的發展取決於以下幾點：

①新生物催化劑的開發及其固定化技術的長足進步。開發更高活性、高穩定性，具有優異機械操作性能的固定化酶/細胞催化劑，對於酶反應器的長期、穩定運轉至關重要；

②膜分離技術的不斷發展和操作性能更優異的膜材料及組件開發。與有機膜相比，金屬膜、陶瓷膜具有更好的操作性能，污染小，易清洗，預計將獲得廣泛套用；

③反應一分離耦合模式的深度開發及套用。拓展分離一耦聯模式酶反應器的形式，更好地節能減排，使生物催化過程更加綠色，充分體現生物催化的優勢。

第二代酶反應器的載體

目前，多種載體如矽膠、聚合物顆粒、多孔整體材料等已被用於製作酶反應器。近年來使用整體材料作酶載體時得到普遍重視。它是一種使用有機或無機聚合方法在色譜柱內進行原位聚合的連續床固定相載體，其製備方法簡單，可以方便的在固定相中表面引入各種基團，有十分多變的靈活性，同時使用原位聚合技術使其具有良好的多孔性和滲透性，這樣便於溶質進行快速傳質，同時其穩定性好、易於製作成任意大小和形狀，易於與 HPLC 和 MS 等技術聯用。

第二代酶反應器的種類

含有輔助因子再生的酶反應器

許多酶反應都需要輔因子的協助,如輔酶、輔基、能量供給體等。這些輔因子價格昂貴，需再生循環使用才能降低成本，因而發展了輔因子再生酶反應器。例如：利用固定化脫氫酶可將固定化NADH再生為NAD。依半透膜能將固定化NAD保留在反應器內，實現了NAD的再生於循環使用。

兩相或多相反應器

許多底物不溶於水或微溶於水，如脂防、類脂防或極性較低的物質，進行酶反應時有濃度低，反應體積大，分高困難、能耗大的缺點。兩相或多相反應器使酶反應在有機相中進行，可增加反應物濃度，還可減少底物，特別使產物對酶的抑制作用。

固定化多酶反應器

將多種酶固定化後，製成多酶反應器，模擬微生物細胞的多酶系統，進行多種酶的順序反應，來合成各種產物，目前該技術還處於實驗階段，但發展前景良好。其優點有：可組成高效率,巧妙的多酶反應器；構建全新的酶化學合成路線,生產人類所需的、自然界不存在的物質；代替微生物發酵,用小型柱式反應器取代龐大的微生物發酵罐。