生物催化剂的工业应用

生物催化剂在精细化学品市场中呈现出很高的增长率。据报道,1998年工业酶制剂的世界市场约16亿美元,2000年已达20亿美元,预计到2008年将达30亿美元,年增长率6.5%。而用于精细化学工业和制药工业的生物催化剂目前已达1亿-1.3亿美元,预计年增长率将达8%-9%。生物催化剂的增长主要是由于单一异构体化合物生产的强劲需求。目前,单一对映体药物的世界市场年增长率达20%以上。手性药物已成为国际新药研究与开发的新方向之一,世界上正在开发的1200种新药中有2/3是手性药物,其中单一异构体占51%。预计2005年全世界新上市的化学药品中将有60%为单一异构体。 目前使用的工业催化剂有青霉素酰化酶、天冬酶、磷脂酶、氨转移酶、醇脱氢酶、富马酸酶以及固定化大肠杆菌等。用工业生物催化剂生产的产品已有L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸、综合氨基酸、L-亮氨酸、丙烯酸胺、L-苹果酸、L-丙氨酸、6-氨基青霉烷酸、氨苄青霉素、头孢氢苄等。部分产品在我......阅读全文

生物催化剂的筛选

生物催化剂的广泛应用有赖于对大量生物分子的有效筛选和检验。不同菌株和不同酶的催化专一性、活力及稳定性有很大差异,因此有关菌种分离、筛选、选育等工作不可缺少。在实际工作中,要扩大生物催化剂的应用必须解决生物催化中的一些典型困难和操作上的限制,如温度、pH值、产物抑制、反应速度及处理的物料浓度等。要解决

生物催化剂的缺点

生物催化剂的本质是酶,虽然具有催化效率高、专一性强和污染少等优点,但在有机溶剂中生物催化剂的稳定性和耐受性都很低,易受到有机溶剂的破坏,此外它的催化活性还受到溶剂pH和反应温度的影响。

生物催化剂的来源

目前,少数生物催化剂是从动植物组织中提取的,多数来自于微生物细胞。除真核生物和单细胞酵母(如从南极假丝酵母中得到了高效脂肪酶CALB)外,原核微生物是生物催化剂的主要来源。由于原核微生物(细菌和古生菌)是地球上出现最早和数量最多的生命形态,经历了漫长的演变后,许多微生物为适应“恶劣”环境而具有了非常

生物催化剂的应用

目前,生物催化工艺对化学工业已产生重大影响,全球酶市场规模约60亿美元。在传统方面,微生物和酶工艺已被用于生物衍生原料的制造,现在开始扩展到石油衍生材料领域,并且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。在生产手性小分子的药物及中间体时,生物转化和传统的化学方法最显著的区别就是

生物催化剂的工业应用

生物催化剂在精细化学品市场中呈现出很高的增长率。据报道,1998年工业酶制剂的世界市场约16亿美元,2000年已达20亿美元,预计到2008年将达30亿美元,年增长率6.5%。而用于精细化学工业和制药工业的生物催化剂目前已达1亿-1.3亿美元,预计年增长率将达8%-9%。生物催化剂的增长主要是由于单

生物脱硫催化剂的筛选

为了有效脱除石油及其产品中的有机硫,本实验采用复杂有机硫化合物为限制性底物的驯化方式,从被原油污染土壤中驯化、筛选,分离得到对有机硫具有一定脱除效果的菌株,鉴定为枯草芽孢杆菌亚种(Bacillus subtilis subsp. subtilis) ;以该菌株和白腐真菌作为出发菌株,通过原生质体融合

生物催化剂的研究进展

酶工程是利用酶的生物催化作用,在反应器内进行物质转化的技术。其应用范围已涉及医药、化工、轻工、农业、环保等方面。国际上酶工程研究进展迅速,其产业化已取得很大进展。  改善酶的性能   运用基因工程技术改善酶的性能,可提高酶的产率,增加其稳定性,提高微生物的产酶能力,有效促进了酶工程的发展。现在丹麦诺

生物催化剂的概念和特点

生物催化是利用生物催化剂(酶或微生物)来改变(通常是加速)化学反应的速率。生物催化剂是指生物反应过程中起催化作用的游离或固定化细胞以及游离或固定化酶的总称。特点:一、效率极高。二、高度专一。三、条件温和。四、清洁环保。

D塔格糖的生物催化剂生物合成

D-塔格糖是一种天然的低能量填充型甜味剂,具有抑制高血糖,改善肠道菌群和不致龋齿等多种生理功效。D-塔格糖是一种稀有糖,通常利用化学转化或生物转化方法进行大量生产。L-阿拉伯糖异构酶(L-arabinose isomerase, AI)能分别催化L-阿拉伯糖和D-半乳糖异构为L-核酮糖和D-塔格糖,

生物催化剂应用于取代反应

许多酶都可以用来催化丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸衍生物beta-碳上的取代反应以及蛋氨酸等化合物r-碳上的取代反应 。如O-乙酰基丝氨酸在酶的作用下,发生beta-碳原子上的取代反应,得到L-半胱氨酸 ,再如,L-半胱氨酸与L-高丝氨酸反应,在酶的作用下,r-碳上的羟基被取代,生成L-胱硫醚。

生物催化剂在医学方面的应用

生物催化剂在医学方面的应用已引出人工细胞、人工器官等新概念。如利用微囊化技术,将酶等生物大分子固定在0.2-3um的半透膜内,形成人工细胞。由于薄膜的隔离,囊内的酶分子不与囊外的免疫球蛋白接触,也不受水解酶的破坏,这样制成的含有一种酶的人工细胞就是第一代人工细胞。利用这种脲酶微囊即脲酶的人工细胞可以

成功研制新型木质纤维素整合生物糖化生物催化剂

  木质纤维素具有储量大、可再生的特点,发展木质纤维素的高效转化技术不仅可以实现低值农业废弃生物质的高效利用,而且有望从根本上提出全新的能源与产粮出口。能源所开发新型木质纤维素整合生物糖化生物催化剂。 课题组供图  木质纤维素的复杂结构和组成形成了天然拮抗降解作用的屏障。因此,如何实现木质纤维素高效

生物催化剂在食品工业中的应用

在食品工业中可以用来降低粘度、提高提效率(或分离效率)、增香、实现生物转化等。在这些应用方面也同样推广应用固定酶技术,目前世界上规模最大的固定酶工艺就是用固定化葡萄糖异构酶以葡萄糖为原料生产果糖糖浆。具体方法是将葡萄糖异构酶固定在二乙胺乙基纤维素上,异构化条件是温度为20℃,PH为6—9。这种固定酶

《能源与燃料》:虾壳催化剂有助制造生物柴油

  随着对全球化石燃料枯竭的担心,越来越多人对可再生的能源例如生物柴油感兴趣,希望用它们去填补对能源的渴求。但是,生物柴油的制造技术中有一项是用催化剂来加速大豆、蓖麻,以及其他植物油转化成柴油的化学过程,目前为止,所使用的催化剂不仅不能再次使用,而且必须使用大量水来中和,排出大量污染过的废水。

生物催化剂在有机合成方面的应用

一、生物催化剂应用于取代反应许多酶都可以用来催化丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸衍生物beta-碳上的取代反应以及蛋氨酸等化合物r-碳上的取代反应 。如O-乙酰基丝氨酸在酶的作用下,发生beta-碳原子上的取代反应,得到L-半胱氨酸 ,再如,L-半胱氨酸与L-高丝氨酸反应,在酶的作用下,r-碳上的羟基被取代

生物催化剂应用于加成与消除反应

1 碳碳双键的加成 H.-E.Hogberg及P Berglund等人系统地研究了碳碳双键在酵母粉下的加成反应。2 碳氧双键的加成 醛缩合酶可以催化羟醛缩合反应。在这一类酶中,以果糖-1,6-二磷醛缩酶(FDPA)在有机合成中的应用研究最为深入。举例来说,在二羟基丙酮与2-羟基丙醛的反应中,以果糖-

生物反应器是利用生物催化剂为细胞发酵的设备

  生物反应器是利用生物催化剂为细胞培养(或发酵)或酶反应提供良好的反应环境的设备,通常称为生物反应器或酶反应器。用于污水生物处理的曝气池或厌气消化罐也可作为生物反应器的一类。生物反应器是生物反应过程中的关键设备,它的结构、操作方式和操作条件对生物技术产品的质量、转化率和能耗有着密切关系。  生物反

我国科学家成功合成水裂解生物催化剂

  光合作用下,植物利用太阳能将水裂解,释放出氧气,获得电子、质子的过程是自然界最重要的能量转换和物质转换过程。科学家一直试图模拟这一过程以获得洁净的氢能,但如何制备高效的人工水裂解催化剂一直困扰着他们。  最近,中科院化学所张纯喜研究小组首次成功合成与光合作用水裂解催化中心类似的人工催化剂,这一工

德国研发出生物催化剂实现高效氢气保存方法

  氢不容易存储和运输,这是其作为燃料使用的主要障碍。而德国生物学家发现一种酶,可以用作高效的催化剂将氢气和二氧化碳转换为甲酸,从而找到了一个安全高效的氢气保存方法。相关研究发表在近日的《科学》杂志上。   氢气是一种对环境友好的未来替代能源。为了更加容易直接处理氢,人们一直在考虑替代方法,其中之

研究阐述了光催化生物质精炼的催化剂设计

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰、副研究员罗能超团队发表光催化生物质精炼的催化剂设计综述性文章,总结了光催化剂的表面结构、电子结构以及助催化剂等因素对生物质精炼中的界面电荷转移和自由基反应的影响,为实现高效、高选择性的光催化生物质精炼提供借鉴。相关成果发表在《自然-合成》上。  生物

研究阐述了光催化生物质精炼的催化剂设计

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰、副研究员罗能超团队发表光催化生物质精炼的催化剂设计综述性文章,总结了光催化剂的表面结构、电子结构以及助催化剂等因素对生物质精炼中的界面电荷转移和自由基反应的影响,为实现高效、高选择性的光催化生物质精炼提供借鉴。相关成果发表在《自然-合成》上。生物质是地球

生物催化剂应用于酯的合成及水解反应

1 酯的合成 酯的合成常用羧酸和醇作原料,例如洋葱假单胞菌脂肪酶经PEG修饰后能溶于苯中,可在25℃有效催化萜烯醇香料(香茅醇、香叶醇、金合欢醇、植醇)和短链羧酸(2-5碳酸)的酯化反应,产率80-95% ,酶也可以完成单脂肪酸甘油酯的合成,以及促进内酯的合成等。另外酯交换反应也是制备酯的一个重要方

中国科大模拟生物酶设计制备氧还原反应电催化剂

锰(Mn)基催化剂通常对电催化氧还原反应(ORR)活性较低。然而,在生物界中,锰(II)离子常常是多种金属酶的辅因子。例如,具有Mn辅因子的血红素铜氧化酶(HCO)可以将O2还原成H2O,其活性中心Mn金属离子同时与O和N原子配位。  近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学与材料

大连化物所单原子催化剂应用生物质转化反应研究取进展

  近日,大连化物所航天催化与新材料中心的王爱琴研究员、张涛院士团队在长期从事单原子催化剂和生物质转化研究基础上,首次将高金属载量的Ni-N-C单原子催化剂应用于生物质转化反应中并取得重要进展。相关工作以通讯形式发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上,并被选为热点文章

青岛能源所:新型生物质基碳材料负载催化剂制备方法

  杂原子掺杂碳材料,由于其大比表面积、高孔隙、良好的电子传导性以及热、机械稳定性等特点,已被广泛应用于催化、能源、生命科学等领域。传统的制备方法往往都以不可再生碳源作为原料,制备过程一般要加入昂贵的模板、活化剂及杂原子源等。近年来,随着能源危机的日益凸显,以自然界中廉价易得、可再生的生物质为原料制

水热法从生物质制备高效碳催化剂研究获进展

  生物质广义为一切有机的可以生长的物质,狭义指植物的主要组分纤维素、半纤维素和木质素。全球每年光合作用产生的生物质约1700亿吨,所含的能量相当于5355亿桶原油,远高于2015年的原油消耗量(约350亿桶)。目前生物质的利用有限,仅为3%-4%,其开发利用很有前景。目前关于生物质转化的研究主要集

贵金属催化剂催化吡啶及其衍生物的加氢反应

制备负载型高分散的纳米贵金属催化剂和含钌的双金属催化剂,并考察了催化剂对吡啶及其衍生物加氢反应的催化性能。 结果表明,5%钌炭催化剂对吡啶加氢反应的催化活性高于5%钯炭和5%铂炭,在100度,3.0Mpa,1小时和 钌/吡啶摩尔比2.5/1000的条件下,5%钌炭催化吡啶加氢的转化率大于99.9

原子催化剂应用于生物质转化反应研究取得新进展

近日,中科院大连化物所航天催化与新材料中心的王爱琴研究员、张涛院士团队在长期从事单原子催化剂和生物质转化研究基础上,首次将高金属载量的镍-氮-碳(Ni-N-C)单原子催化剂应用于生物质转化反应中并取得重要进展。相关工作以通讯形式发表在《德国应用化学》(Angew. C

生物质衍生碳基电催化剂构筑及应用研究获进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所环境与能源纳米材料中心在生物质衍生碳基电化学催化剂方面取得一系列进展。该系列研究为以廉价、资源丰富的生物质资源作为原材料制备高性能碳基电化学催化剂开拓了新的思路,具有重要的实际应用意义。相关研究成果相继发表在Phys. Chem. Chem. Ph

一种高效降解控疫药物残留新型生物炭改性催化剂

3月4日,记者从广东省科学院获悉,该院测试分析研究所(中国广州分析测试中心)广东省化学测量与应急检测技术重点实验室的环境化学研究团队与昆明理工大学、广东工业大学合作,研发一种高效降解COVID-19控疫药物残留的催化剂并揭示其氧化降解机制。相关研究发表于《清洁生产杂志》(Journal of Cle