1.2 碳酸酐酶固定化酶媒介

媒介的選取會明顯危害固定化酶酶的性質，制取理想化的固定化既要采用有效高效的固定化酶方式，與此同時又要挑選優(yōu)良的媒介。一般 在挑選固定化酶媒介原材料時必須考慮到以下幾個方面：1）媒介的理化性質，例如樣子、尺寸、直徑、沖擊韌性、不容易溶解反映物質、在強強酸強堿和高溫情況下的可靠性、耐微生物菌種溶解工作能力等；2）媒介的工業(yè)生產運用工作能力：原材料質優(yōu)價廉容易得到、可開展現代化生產、能再生反復應用等。

傳統(tǒng)式的固定化酶媒介主要是以動物與植物的結構蛋白為主導的純天然高分子結構物質，如從蝦的硬殼中獲取出的殼聚糖、褐藻酸鈉; 從藻類中能夠獲取海藻酸鈉等。此外還包含瓊脂糖珠、瓊脂糖凝結、卵清蛋白、木制纖等。近些年，包含碳基原材料、硅基原材料、氫氧化物等以外的無機物媒介原材料科學研究較多，且很多科學研究運用化學藥品對原材料改良后再用以固定不動 CA，使固定化酶 CA 的可靠性、可多次重復運用性更強。牛建杰等以 γ-出現縮水甘油醚氧丙基三叔丁基氯硅烷（GPTMS）為改性材料對納米顆粒開展改性材料，獲得了環(huán)氧樹脂基功能性的 Fe₃O₄-SiO₂
核殼納米顆粒，接著將碳酸酐酶 CA 共價鍵固定不動到納米顆粒上，以完成 CA 固定化酶。結果顯示，固定不動化酶的耐熱性、儲藏可靠性和反復應用性均好于相同條件下下的分散酶，其在反復應用 10 次能仍維持 84.2%的相對性酶魅力。Jing 等取得成功將 CA 固定不動在帶磁聚脂質體上，與分散 CA 對比，固定化酶 CA具備更強的酶促反應、不錯的可提拔性、高些的耐熱性。歷經 6 次多次重復使用后，活力為起初的47.6%。Suhyeok 等 將大腸埃希菌核糖體蛋白 L2與深海病菌深海氫遺傳基因弧菌(hmCA)的 CA 遺傳基因結合，搭建的融合蛋白取得成功地自固定不動到硅藻泥微生物硅上，所配制的固定化具備較高的可靠性。Peirce等在存有炭化二亞胺的標準下，根據化學鍵將耐高溫的 CA 固定不動在順磁性物質的 Fe3O4金納米顆粒（NPs）上，較大載酶量為 40 mg CA/g NPs。Kumari 等將 Sulfurihydrogenibium azorense CA（SazCA）與甲基纖維素融合控制模塊(CBM3)結合后獲得的重組蛋白BMC-SazCA 可與微晶纖維素珠串緊密聯系，將固定化運用于催化反應 CO₂ 水合反應，10 個循壞后，固定化酶的 BMC-SazCA 的活力約為新鮮制取的固定化酶 BMC-SazCA 的 90%。

2 碳酸酐酶在二氧化碳捕集中化的運用

2.1 推動有機化學有機溶劑消化吸收二氧化碳

一般運用有機化學吸附法收集二氧化碳常見的化工有機溶劑為醇胺和金屬材料偏堿實驗試劑[。醇胺水溶液包含一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DGA)、哌嗪(PZ)、二乙烯三胺(DETA)、羥基二乙醇胺(MDEA)和五羥基二乙烯三胺(PMDETA)等。金屬材料偏堿實驗試劑有碳酸鉀、氫氧化鈉溶液、氫氧化鋁等。運用醇胺水溶液消化吸收 CO₂ 具備很大的消化吸收容積，迅速的消化吸收速度，可是消化吸收速度慢、物質易溶解，消化吸收焓較高。盡管運用碳酸鉀K₂CO₃)水溶液消化吸收 CO₂ 必須較低的可再生動能，對環(huán)更友善，但其消化吸收動力學模型比較慢，因而必須大中型且貴重的消化吸收柱才可以實際操作。碳酸酐酶可靠性好，在加速CO₂的水合速度的與此同時又可以減少消化吸收焓。因而，近幾年來很多研究表明在醇胺或金屬材料偏堿實驗試劑中添加碳酸酐酶，能夠使 CO₂收集加工工藝既具備高的消化吸收容積與此同時具備迅速的消化吸收速度和較低的解析耗能。

1988 年 Silverman 和 Lindskog[40]對碳酸酐酶的構造和催化機理開展了討論，結果顯示，雖然不一樣種類的 CA 具備不一樣的蛋白編碼序列，但催化反應的活性中心全是帶甲基的 Zn2 正離子，CA 的加盟可顯著地提升 CO₂ 水合的速度。圖 2 為 CA 催化反應水合反應的機制圖。在分子結構間質子轉移中，CA 處在活力情況，氫氣正離子融合到鋅上，二氧化碳分子結構挨近碳水化合物主鏈，這兒稱之為質子安全通道，向水溶液中的緩存分子結構釋放出來質子。隨后融合鋅的甲基對氧原子開展親核攻與周邊的二氧化碳分子結構反映，造成融合鋅的碳酸氫鹽。水分將碳酸氫鹽互換到水溶液后，酶處在不活躍性情況，水與鋅融合。為了更好地修復 CA 的催化劑的活性，務必從與鋅相結合的水分中除掉一個質子。質子根據質子安全通道進行分子結構內質子轉移，這類遷移產生在共價鍵水分中間。