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生物化学反应过程中超声波的应用

来源： | 发布日期：2023-01-31

超声波在生物化学中的最早应用是用超声来粉碎细胞壁，以释放出其内含物。随后的研究表明,低强度超声波可促进生化反应过程，如用超声波辐照液体营养基可增加藻类细胞的生长速度，从而使这些细胞产生的蛋白质量增加3倍。此外，超声波在多肽的酶合成法中也有应用，在用木瓜酶合成甘一苯丙二肽时，超声波可使二相反应介质——水及石油醵很好地混合乳化，增大反应界面，从而使二肽的产率比不加超声波时提高了5倍。

一般认为，辐照声强不宜过高，否则会使酶失活，但也有例子表明，只有用较高声强辐照时，才能提高酶的活性，如使用20kHz, 40W/cm2的超声波辐照酶母（在悬浮液状态下）2h,作为甾醇环化酶可使角鲨烯环化率明显提高，从而可以廉价地合成出克量级的对映异构的甾醇。见表8.1 中数据所示。
另一个例子是在超声作用下，由发面酵母合成咪唑并稠合杂环的实验，利用超声（50W）在0 —5°C温度下，辐照细胞90min,其反应式与实验结果示于图8.31与表8.2。

图8.31

超声波激活固定化酶也是一个富有成果的研究领域，如酪䏓作底物，用20kHz的超声波辐照固定于琼脂胶上的a 一胰凝乳肮酶，可使其活性提高2倍。人们认为此过程的机理是超声波促进酪䏓透入载体的结果，类似的结果还在用7MHz超声波辐照固定于多孔聚苯乙烯上的α一淀粉酶时观察到,在此较高频率下，空化难以发生，则人们认为其机理主要是声流的作用，超声激活固定化葡萄糖淀粉酶，可使其活性增大2.5倍，从而加速了淀粉水解成葡萄糖的反应。这一技术已在由淀粉生产葡萄糖中得到了推广应用。

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