Dissertation Klaus Heitkamp 1999

82 4 Ergebnisse und Diskussion4.5.1 Allgemeines zur Immobilisierung von EnzymenAls Immobilisierung bezeichnet man verschiedene Verfahren, die zur Fixierung vonbiologischem Material, insbesondere von Enzymen, an bestimmten Trägern dienen. Dabeierfolgt die Bindung des Enzyms in der Weise, daß die dreidimensionale Struktur am aktivenZentrum des Moleküls und damit die katalytische Aktivität nicht verändert werden. 1 Zur Immobilisierunggibt es drei unterschiedliche Konzepte. 142-144trägergebundeneEnzymeQuervernetzung vonEnzymenEinschluß von EnzymenAnbindung des Enzyms u.a. durch- kovalente Bindungen- physikalische Adsorption (H-Brücken, van der Waals-Kräfte)- elektrostatische Kräfte (Ionenbindung)Einsatz bi- oder multifunktioneller Reagenzien, kein TrägermaterialnotwendigGel-MatrixMikroverkapselungHohlfasernLiposomenTabelle 25 Konzepte zur Enzymimmobilisierung 142-144Das gebräuchlichste Verfahren ist die kovalente Bindung des Enzyms an ein geeignetesTrägermaterial. Gerade in Fließsystemen ist eine Anbindung durch eine physikalischeAdsorption oder über eine Ionenbindung jedoch nicht möglich, da die Enzyme dabei nurrelativ schwach gebunden sind und somit leicht vom Trägermaterial heruntergewaschen werdenkönnen. Zudem sind solche Bindungen sehr anfällig gegenüber Veränderungen der Temperatur,der Ionenstärke oder des Lösungsmittels.Als Trägermaterialien kommen sowohl natürliche Polymere (Polysaccharide, Cellulose) alsauch synthetische Polymere (Polystyrol, Polyacrylate etc.) zum Einsatz. Aufgrund der vergleichsweisegeringen mechanischen und chemischen Stabilität sind diese Materialien zumEinsatz in HPLC-Systemen allerdings weniger geeignet. Hier werden besonders sogenannteCPG-Beads (mikroporöse Glaskugeln; CPG = controlled pore glass) eingesetzt. Diese besitzenan der Oberfläche eine Vielzahl von OH-Gruppen, die sich direkt oder nach einer Derivatisierungzur kovalenten Anbindung eines Enzyms eignen. Eine kovalente Bindung kann