基于微流控双水相液滴流酶促反应的尿素检测

以简单、快速的微流控酶促反应方法实现了尿素浓度的可视化检测。在微流控双水相液滴流动中,利用脲酶水解尿素生成碳酸铵使液滴内的中性红指示剂变色,并对液滴颜色强度进行分析来确定待测样品中尿素的浓度,检测范围可达到0~50mg/mL。双水相体系克服了传统油水分析检测平台生物相容性低的缺陷。液滴流以较少的试剂消耗、极大的比表面积、微米级的扩散距离大大提高了反应速率,导致了较快的分析检测速度,将检测时间缩短为20s左右。为应用化学领域的尿素快速分析检测提供借鉴和参考。

微流控双水相贴壁液滴流动强化酶促反应研究

以微流控双水相液滴流技术为基础,开发了一种酶促反应平台,将微流控贴壁液滴流快速传递、高效混合的特点与双水相反应分离耦合过程优化结合。本体系克服了传统宏观双水相体系传质传热慢以及耗时耗能的问题,并建立了贴壁液滴微反应器,产生更大的内环流,进一步增强传质效果。探究了双水相液滴界面的分子限域能力、对酶和产物的选择性分配能力。通过比较贴微通道壁和未贴微通道壁两类液滴微反应器的酶促反应效果,发现贴微通道壁液滴微反应器仅6 min转化率即可达到40%,其反应速率可达未贴微通道壁液滴微反应器9.4倍。本文通过微流控双水相贴壁液滴流实现了酶促反应的强化,为微尺度下的酶催化反应过程强化提供了一种新的思路。

全细胞生物催化过程强化的研究进展

全细胞催化是利用细胞进行的生物催化过程。由于细胞膜的传质阻碍,细胞催化效率远低于游离酶催化。提高传质从而强化反应过程是全细胞生物催化亟待解决的关键问题。本文从过程强化的角度,讨论了近年来改善全细胞催化传质问题的方法,包括改善细胞膜的透性屏障作用、利用微化工手段强化传质等,并分析了各类方法强化催化过程的机理、优势和不足。探讨了全细胞生物催化过程强化的发展方向,以期为该领域的工程技术发展提供借鉴和参考。