化石燃料如煤、碳酸煤油以及人造气的酐酶运用向大气中排放了少许的二氧化碳是导致气温回升、海平面变换以及极其天气等征兆发生的牢靠主要原因。但受能源的及氧提供与需要影响，人类如今的化碳主要能源仍是是化石能源。因此，捕集削减因运用化石燃料产生的运用二氧化碳排放是至关紧张的。二氧化碳捕集、钻研运用及封存(CCUS)技术在削减碳排放的妨碍同时，还可能将 CO₂转化为有价格的碳酸产物，在操作全天下天气变换、酐酶连结经济可不断性发展方面发挥了紧张浸染。牢靠

当初的及氧 CO₂捕集技术主要有物理/化学罗致法、吸附法、化碳膜罗致法以及生物牢靠法等。捕集其中，运用碱性液体罗致剂将 CO₂ 间接从烟气中别离的化学罗致法，具备别离功能高、老本低的短处，是当初最成熟的工艺。但其存在解吸历程中斲丧能量较多、溶剂的临时运用会产生降解并造成配置装备部署侵蚀性等成果。碳酸酐酶（Carbonic anhydrase，CA）是一种功能的 CO₂ 水合催化剂。将 CA 运用在 CCUS 技术中，可能普及 CO₂的罗致功能以及实用解决传统工艺中的热能损失，逐步成为二氧化碳捕集与封存钻研中的热门。CA 捕集 CO₂技术具备情景友好、能耗低、可再生、无二次传染的短处。

CA 是一种以 Zn2+为活性中间的金属酶，具备重大的生物催化后劲。当初，运用碳酸酐酶法捕集 CO₂的主要机理是运用碳酸酐酶催化 CO₂水合天生碳酸氢根后，在 Ca₂+、Mg₂+等金属离子的退出下将 CO₂以碳酸盐的方式牢靠下来。可是，CA 老本较高、游离的 CA 在高以及顺废气含量大等卑劣条件下晃动性差、可重用性差，限度了其工业运用。牢靠化酶技术作为解决上述成果的实用方式之一，是运用物理或者化学伎俩．将游离酶敞开在载体资料内或者限度在未必区域内妨碍催化浸染的一种技术。CA 的牢靠化连结了游离 CA 反映条件以及顺、功能专一的特色，同时又抵偿了游离CA 的缺少，具备贮存晃动性高、易于别离接管、可重复运用、陆续操作可控、工艺配置装备部署啰嗦等一系列短处，牢靠化技术扩充了酶在实际斲丧中的
运用畛域。罕用的载体资料可分为高份子资料、有机资料、聚合物-有机复合股料等。依据运用场合以及要求来抉择适量的载体资料以及牢靠化方式对于取患上事实功能的牢靠化 CA 至关紧张。本文介绍了碳酸酐酶的牢靠方式以及载体资料、以及碳酸酐酶在二氧化碳捕会集的浸染机理及总结了碳酸酐酶在增长化学溶剂罗致二氧化碳以及诱导二氧化碳矿化天生碳酸钙的最新钻研妨碍。

1 碳酸酐酶的牢靠化

CA 是已经知的催化 CO₂水合速率最快的酶，其催化罗致速率可达 106 s-1。在有机胺溶液中退出CA 可能清晰着落剖析时需要的温度，可能大大削减再生所需的能耗。但因为 CA 自身的热晃动性不高以及重复运用率较低，限度了其大规模运用，因此，一些策略，如份子修饰、定向进化以及酶牢靠化被用来普及其晃动性以及活性。化学修饰分为残基特同性修饰以及基团特同性修饰。徐霞等将Bacillus Clausii 中的 CA 上的 29 位天冬氨酸、233位甘氨酸或者 83 位天冬氨酸妨碍突变，构建含有指标基因的载体，实用普及了 CA 在高温条件下 CO₂捕集转化功能。Oscar 等[12]运用定向进化技术，筛选出高度晃动的 CA 变异体，在 pH>10.0 的 4.2M碱性胺溶剂存不才，该变异体能耐受高达 107°C的温度，极大地普及了平凡脱硫弧菌 β 类 CA 的性子。尽管前两种方式可能普及 CA 对于高温、极其 pH 值等极其操作条件的抵抗力，但需要经由牢靠化来普及 CA 的可重用性，且酶牢靠化因具备不便且间接的短处，常被作为普及 CA 晃动性以及活性的技术伎俩之一。下面将介绍罕用的牢靠CA 的方式以及资料。

1.1 碳酸酐酶的牢靠方式

因为酶易变性以及失活，公平的牢靠化可能普及酶的刚性以及晃动性，以克制其在实际运用中的规模性。个别所说的酶的牢靠化方式包罗物理法以及化学法两大类。物理法分为吸附法以及包埋法，化学法分为共价散漫法以及交联法。四种酶牢靠方式如图 1 所示。吸附法是最重大的酶牢靠方式，包罗物理吸拥护离子替换吸附。吸附法运用载体以及酶之间的物理相互浸染力（如范德华力、离子键合、氢键、电荷转移、亲疏水性等）将酶牢靠在载体外表。包埋法又可能分为凝胶包埋法以及微囊化包埋法。凝胶包埋将酶限度在高聚物网格中，
而微囊化包埋则将酶置于区别构型的膜外壳内。共价散漫法是指酶卵白份子的功能基团与载体外表基团之间以共价键散漫的一种牢靠化方式。因此，以共价散漫法制备生物复合酶时，每一每一需要对于载体妨碍改性使其外表附着氨基、羧基、羟基、醛基等功能性基团。交联法将酶份子以及双功能或者多功能试剂份子之间共价键散漫，而后再于载体资料进一步散漫。表 1 详尽总结了四种牢靠化方式的优弱点。在牢靠化酶的历程中，牢靠化方式要依据酶所运用的畛域来抉择。

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