微膠囊型包埋即將酶包埋在各種高聚物制成的半透膜微膠囊內的方法。常用于制造微膠囊的材料有聚胺、火棉膠、醋酸纖維素等。
用微膠囊型包埋法制得的微囊型固定化酶的直徑通常為幾微米到數百微米,膠囊孔徑為幾埃至數百埃,適合于小分子底物和產物的酶的固定化,如脲酶、天冬酰胺酶、尿酸酶、過氧化氫酶等。此法需要一定的反應條件和制備技術,被包埋的酶不易流失。其制造方法有界面聚合法、界面沉淀法、二級乳化法、液膜(脂質體)法等。
(1)界面聚合法。此法是將含有酶的親水性單體和化分散在與水不相溶的有機溶劑中,再加入溶于有機溶劑的疏水性單體。親水性單體和疏水性單體在油水兩相界面上發生反應,形成高分子聚合物半透膜,使酶被包埋于半透膜內。常用的親水單體有乙二醇、丙三醇等;疏水單體有聚異氰酸酯、多元酰氯等。在包埋過程中由于發生化學反應,可能會引起某些酶失活。此法曾用聚脲制備天冬酰胺酶、脲酶等的微囊;
(2)界面沉淀法。這是一種簡單的微囊化法,此法是利用某些高聚物在水相和有機相面上溶解度較低而形成皮膜將酶包埋。一般是先將含高濃度血紅蛋白的酶溶液在與水不互溶的有機相中乳化,在油溶性的表面活性劑 存在下形成油包水的微滴,再將溶于有機溶劑的高聚物加入乳化液中,然后加入一種不溶解高聚物的有機溶劑,使高聚物在油水上沉淀析出形成膜,將酶包埋,最后在乳化劑的幫助下由有機相轉入水相。此法條件溫和酶不易失活,但要完全除去膜上殘留的有機溶劑很困難。作為膜材料的高聚物有堆硝酸纖維素、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等。此法曾用于固定化天冬酰胺酶、脲酶等。
(3)二級乳化法。 該法是將酶溶液首先在高聚物有機相中分散成極細液滴,形成第一個“油包水”型乳化液,此乳化液再在水相中分散形成第二個乳化液,在不斷攪拌下,低溫真空蒸出有機溶劑,使有機高聚物溶液固化便得到包含多滴酶液的固體球為囊。常用的高聚物有乙基纖維素、聚苯乙烯、氯化橡膠等,常用的有機溶劑為苯、環己烷和氯仿。此法制備比較容易,酶幾乎不失活,但殘留的有機溶劑難以完全去除,而且膜也比較厚,會影響底物擴散。此法曾用乙基纖維素和聚苯乙烯制備成過氧化氫酶、脂肪酶等微囊;。
(4) 液膜法(脂質體法)。上述微囊法是用半透膜包埋酶液,近年又研究出以脂質體為液膜代替半透膜的新微囊法。脂質體包埋法是由表面活性劑和卵磷脂等形成液膜包埋酶的方法,此法的最大特征是底物和產物的膜透過性不依賴于膜孔徑的大小,而與底物和產物在膜組分中的溶解度有關.因此可以加快底物透過膜的速率。此法曾用于糖化酶的固定化。