氨基化材料：酶催化的稳定加速器

酶催化是一种绿色化学创新的重要手段，从产物选择性、环境友好性和经济性而言，相比传统生产方式有显而易见的优势。酶固载后可以通过多孔结构的精准调控，从而减少底物与产物的扩散阻力，让酶的活性位点更易与底物接触。固载化酶在大生产中更具有灵活性，可以适用于在搅拌反应器中，也适用于填充柱连续化的反应体系。

氨基化的氧化硅及树脂是适用于酶固载的工业化材料，载体能够与酶分子通过共价键或静电作用形成稳定结合，是高效的酶固载手段。

氨基化硅基材料

氨基化氧化硅是酶固定化中常用的载体类型，其主要优势在于化学稳定性高、比表面积大、孔结构可调，同时表面氨基可以进行多种化学修饰。

• 预活化： 载体上的氨基通常需要先经过戊二醛（GA）或其他安全的双官能试剂（如 2,5-二甲酰呋喃DFF）进行预活化。
• 酶偶联（形成席夫碱）：生成的醛基可以与酶分子上的氨基在碱性条件（pH10）下反应，迅速形成席夫碱。
• 固定稳定化：由于席夫碱在酸性条件下不稳定，这些亚胺化合物随后通过还原，形成不可逆的共价键，实现酶的稳固固定化。
  
  

氨基化氧化硅对多类酶均具有良好的固定化效果，包括氧化还原酶、转移酶、水解酶和异构酶等。脂肪酶在固载后仍能保留约96%的游离酶活性，显示了其优异的应用潜力。

氨基化聚合物

氨基化树脂表面的氨基官能团经活化处理（如与戊二醛反应生成醛基）后，能高效与酶分子表面的氨基、羧基等基团形成稳定共价键，从而实现酶的固定。

载体性能关键影响因素

基材类型：决定载体的亲疏水特性，进而影响与酶之间的极性或疏水相互作用。

氨基官能团数量：直接关联固载酶的数量，是决定负载量的核心参数。

活化与反应机制

树脂表面的氨基需先经活化（如戊二醛介导）生成高反应性基团（如醛基），再与酶分子发生共价反应，显著提升结合效率与稳定性。

典型应用实例

氨基化的聚甲基丙烯酸酯大孔树脂已成功用于多种酶的共价固定化，包括青霉素G酰化酶、D-氨基酸氧化酶及各类水解酶等，在工业催化与生物转化中展现实用价值。

离交树脂也可以通过离子键合作用实现酶固载。阳离子树脂固定β-半乳糖苷酶，首先与聚乙烯亚胺反生反应，随后和戊二醛反应。戊二醛作为聚乙烯亚胺的交联剂，为酶的附着提供“手臂”。使用pH值为7.3的缓冲条件，接触时间4-12小时，一些碱性酶可以较好的吸附在阳树脂基材表面。阴离子交换树脂可固定N-氨基甲酰-D-氨基酸酰胺水解酶，相较于游离酶，固载后酶催化表现出更优的热稳定性。

各类氨基载体的酶固载性能不仅受基材类型、氨基数量、载体表面结构等材料因素决定，还需结合酶固载的修饰方法（如戊二醛交联）、酶的自身性质（如等电位pl）等综合判断。