基于微流控段塞流技术的油水界面酶催化反应强化机制研究

来自国内的研究人员针对传统油水(O/W)双相体系中脂肪酶(Lipase)催化效率低下的问题，开发了集成螺旋微通道的段塞流(Slug flow)微反应系统。该系统通过动态界面效应将三丁酸甘油酯(Tributyrin)水解反应速率提升至烧杯体系的20倍，为工业生物催化提供了高效平台技术。

　　

脂肪酶(Lipase)作为一类专性作用于油水(O/W)界面的水解酶，在生物催化领域具有重要应用价值。这项创新研究构建了基于水包油(W/O)液滴流的微流控反应-分离系统，通过螺旋通道诱导的段塞流(Slug flow)产生湍流混合，显著强化了界面传质效率。以液体石蜡/磷酸盐缓冲液双相体系中的三丁酸甘油酯(Tributyrin)水解为模型反应，研究发现：相较于传统烧杯体系，微流控段塞流系统反应速率提升达20倍；较直线型微通道也提高1.36倍。实验证实液滴尺寸、总流速和通道曲率等参数通过改变传质行为影响转化效率，其动态界面效应不仅增大了比表面积，更促进了物质跨相传输。该技术为优化工业生物催化过程提供了新思路，在制药、生物能源等领域具有广阔应用前景。