“在等離子體驅動的生物催化中，我們打算使用技術等離子體來驅動酶，這些酶使用過氧化氫將底物轉化為更有價值的產品，”應用微生物學系主任 Julia Bandow 解釋道。等離子體(高能氣體)產生過氧化氫以及各種活性物質。

研究人員使用來自食用菌茶樹菇的非特異性過氧化酶(Aae UPO)作為模型酶。他們在初步研究中表明，盡管它適用于等離子體驅動的生物催化，但存在一些基本限制。“決定性因素是酶對等離子體處理敏感，因此會在短時間內失活，”當前研究的主要作者 Tim Dirks 解釋道。“為了防止這種情況發生，我們使用酶固定化方法，將酶附著在具有多孔表面的微小珠子上。”

珠子將酶捕獲在底部

由于重力，這些珠子位于樣品的底部，上面的緩沖溶液在頂部的血漿相和酶之間提供了一個保護區。研究團隊早期觀察到，不同的固定化方法也會導致酶的存活率不同。因此，本研究的目的是使用更多的酶來研究不同固定方法對酶的血漿穩定性的影響。

選擇了五種不同的酶;其中兩個還可以轉化過氧化氫，而其中三個則不需要過氧化氫來進行活性。研究人員測試了九種不同類型的珠子，其中一些具有樹脂表面，另一些具有帶有或不帶有聚合物涂層的二氧化硅表面。固定化后，用血漿處理酶長達五分鐘。然后研究人員將他們的殘余活性與未經處理的對照組進行了比較。

新應用之路

對于所有五種酶，具有樹脂表面的珠子顯示出最佳結果。“氨基和環氧丁基珠表現最好，”Tim Dirks 說。在這兩種情況下，酶都會與載體材料形成牢固的共價鍵，并且無法解離。“這種類型的固定化似乎限制了酶的流動性，這使得它們不易受到血漿誘導的失活的影響，”蒂姆·德克斯(Tim Dirks)概述道。通過將最有希望的候選者的等離子體處理延長至一小時，該團隊能夠通過固定化將等離子體處理下的酶的穩定性提高至 44 倍。“這項研究的結果因此為旨在未來將酶與技術等離子體結合起來的新應用，”研究人員總結道。