酶催化的特點(diǎn)更加符合現(xiàn)代化社會(huì)對(duì)于綠色,、環(huán)保的要求,，酶催化具有高效性、專(zhuān)一性和溫和性,。然而,，由于大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，對(duì)于溫度,、pH值等條件十分敏感,，容易變質(zhì)導(dǎo)致酶失活，因此酶催化的反應(yīng)對(duì)于pH控制精度,、靈敏度要求較高,。以下是對(duì)綠色、高效的酶催化反應(yīng)的pH控制的詳細(xì)分析
一,、pH對(duì)酶催化反應(yīng)的影響
影響酶活性：酶在最適pH范圍內(nèi)表現(xiàn)出活性,，大于或小于最適pH,，都會(huì)降低酶的活性,。這主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是改變底物分子和酶分子的帶電狀態(tài),，從而影響酶和底物的結(jié)合；二是過(guò)高或過(guò)低的pH都會(huì)影響酶的穩(wěn)定性,，進(jìn)而使酶遭受不可逆破壞,。
影響反應(yīng)收率：許多酶催化反應(yīng)最后收率不高，可能都是隨著反應(yīng)進(jìn)行,，體系的pH值發(fā)生變化而未及時(shí)糾正導(dǎo)致。
影響產(chǎn)物構(gòu)型：有些酶催化后的產(chǎn)物甚至只有單一的構(gòu)型,，如果pH控制不當(dāng),，可能導(dǎo)致生成外消旋產(chǎn)物或其他非目標(biāo)產(chǎn)物。
二,、pH控制方法
緩沖液法：傳統(tǒng)的pH控制方法是配制緩沖液,，使反應(yīng)體系的pH值穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。然而,，緩沖溶液存在有效緩沖范圍,，并且大量緩沖溶液和反應(yīng)體系存在一定的離子效應(yīng)。
pH自動(dòng)控制加液系統(tǒng)：該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)反應(yīng)體系的pH值,，并根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)pH值自動(dòng)調(diào)整加酸或加堿的量,，從而確保反應(yīng)體系的pH值始終維持在設(shè)定范圍內(nèi)。這種方法具有精度高,、穩(wěn)定性好、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),。例如,，SC-100A pH自動(dòng)控制加液系統(tǒng)就是一款集pH值實(shí)時(shí)在線(xiàn)或靜態(tài)控制、測(cè)量與自動(dòng)加酸,、加堿調(diào)整于一體的新型自動(dòng)化控制設(shè)備,。它廣泛應(yīng)用于高等院校、科研院所實(shí)驗(yàn)室,、中試車(chē)間以及工業(yè)生產(chǎn)流程中特定pH溶液的配制和調(diào)節(jié),。
三、應(yīng)用實(shí)例
在實(shí)驗(yàn)室重現(xiàn)的文獻(xiàn)實(shí)例中,，反應(yīng)是3,5-二羰基己酸叔丁酯被選擇性地還原為（R）-3-羰基-5-羥基己酸叔丁酯,。該酶催化反應(yīng)體系會(huì)變得越來(lái)越酸,，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系內(nèi)pH會(huì)不斷下降,。如果不及時(shí)中和掉生成的酸,，可能會(huì)引起酶的失活，導(dǎo)致反應(yīng)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行,，或者反應(yīng)物繼續(xù)反應(yīng)但生成外消旋產(chǎn)物。采用pH自動(dòng)控制加液系統(tǒng)（如EasyMax & SevenExcellence組合）可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)pH反饋控制,。在全自動(dòng)加料泵中加入5%的氫氧化鈉水溶液,，設(shè)定目標(biāo)pH值為6.9。體系開(kāi)始反應(yīng)后,，pH一旦低于預(yù)設(shè)值6.9,，便會(huì)根據(jù)pH變化速率自動(dòng)滴加適量的堿來(lái)中和生成的酸。結(jié)果表明,，pH值一直被有效地控制在6.85~6.95之間,，保障了酶的有效催化活性以及酶催化反應(yīng)的順利進(jìn)行。
綜上所述,，綠色,、高效的酶催化反應(yīng)需要精確的pH控制。通過(guò)采用先進(jìn)的pH自動(dòng)控制加液系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)體系pH值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精確控制,，從而確保酶催化反應(yīng)的順利進(jìn)行并提高產(chǎn)物的質(zhì)量和收率,。
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