§ 11. Микрокапсулирование

Этот способ иммобилизации ферментов разработан Т. Чан-гом (1964). Суть его состоит в том, что водный раствор фермента включают внутрь микрокапсул, представляющих собой замкнутые сферические пузырьки с тонкой полимерной стенкой (мембра­ной) (рис. 9,о). В зависимости от условий получения размер мнкрокапсул изменяется от нескольких десятков до нескольких сотен микрометров, а толщина мембраны составляет сотые — десятые доли микрометра при диаметре пор порядка нескольких нанометров. Существует два основных способа получения микро-капсул. В первом из них водный раствор фермента сначала диспергируется при энергичном перемешивании и диэтиловом эфире, содержащем ПАВ, которое выступает в роли эмульга­тора. К полученной эмульсии, не прекращая перемешивания, добавляют эфирный раствор полимера, обычно нитрата целлю­лозы. При соприкосновении с поверхностью эмульсионных ка­пель этот полимер, будучи нерастворимым в воде, образует тонкую оболочку-микрокапсулу. Готовые микрокапсулы отделяют центрифугированием или фильтрованием и про­мывают.

При втором способе микрокапсулирования образование мемб­раны на поверхности водных микрокапель достигается за счет реакции межфазной поликонденсации двух компонентов, один из которых растворен в водных каплях эмульсии, а другой — в объеме органической фазы. Наиболее распространенными яв­ляются полиамидные микрокапсулы, получаемые, например, пу­тем поликонденсации 1,6-гексаметилендиамина (водная фаза) и хло ран гидрида себаци новой кислоты (органическая фаза). Этот способ применим только для тех ферментов, которые не инак-тивируются при высоких значениях рН, существующих в водных растворах диамина.

Водный раствор фермента, использующийся для получения микрокапсул, должен содержать инертный белок (обычно ге­ моглобин) в концентрации около 10%, который обеспечивает в микрокапсулах необходимое внутреннее давление и стабилизиру­ ет фермент. Для повышения стабильности микронапсулирован- ного фермента его нередко подвергают также обработке глу- таровым альдегидом, приводящей к образованию внутри мнкрокапсул белковых полимеров. Кроме того» более высокой стабильности можно добиться, если перед микрокапсулированием фермент предварительно иммобилизовать путем адсорбции на носителе, включения в гель или другим способом. )

В некоторых случаях для иммобилизации применяются микрокапсулы, мембрана которых образована ковалентно сши­тыми между собой молекулами инертного белка. Такие микро­капсулы можно получить, если в методе с применением поликон­денсации в систему не вводить диамин. Тогда хлорангидрид дикзрбоновой кислоты (или другой используемый органораство-

«8

_т

а

2 эмульгирование; в-

волокна; г— включение в полые волокне проницаемым* стенкамн: д - включение в лниосомь,-обозначены молекулы фермента; символами S н IP - с н продукт ферментативной реакции соответственно

римый бифункциональный сшивающий агент) будет образовывать ковалентные сшивки между молекулами инертного белка, располагающимися на поверхности водной микрокапли,