Cataliza enzimatică și cea a celulelor întregi sunt metodologii extrem de eficiente și durabile în industria modernă, care au fost aplicate pe scară largă în diverse procese chimice și biologice. Cu toate acestea, natura fragilă a enzimelor și celulelor naturale le face vulnerabile la mediile practice dure, ceea ce duce la o stabilitate operațională slabă, o reciclare laborioasă, o durată de viață redusă și costuri extrem de ridicate. Pentru a rezolva astfel de probleme, imobilizarea biocatalizatorului a fost considerată a fi o cale eficientă de îmbunătățire a performanțelor catalitice ale enzimelor și celulelor naturale. Aceasta se referă la biocatalizatori localizați fizic sau chimic în/pe o anumită regiune definită a unor suporturi selectate prin adsorbție, legare covalentă, reticulare sau încapsulare. În special, materialele de suport și tehnicile de imobilizare au o mare importanță în îmbunătățirea performanțelor catalitice ale biocatalizatorilor naturali; astfel, exploatarea unor materiale și tehnici de imobilizare noi și eficiente este foarte importantă și a atras o atenție substanțială în ultimii ani.
În ultimele decenii, s-au făcut progrese mari în domeniul imobilizării enzimelor și a celulelor întregi. Cu toate acestea, acești biocatalizatori suferă încă de leșiere, denaturare sau inactivare și transfer de masă restricționat, ceea ce duce în mod inevitabil la o pierdere a activităților și a duratei de viață. În consecință, ar trebui să se dezvolte în mod constant noi teorii, tehnici și metodologii pentru a rezolva astfel de probleme. În special, următoarele aspecte merită atenție și ar trebui abordate:
(1) Proiectarea sau descoperirea de noi materiale suport pentru enzime/celule întregi cu capacitate de încărcare ridicată, stabilitate chimică și mecanică favorabilă, aplicabilitate largă, biocompatibilitate ridicată, precum și costuri reduse;
(2) Dezvoltarea unor tehnici avansate de imobilizare, care să permită realizarea facilă a procesului de imobilizare cu o repetabilitate ideală și să păstreze activitatea biocatalizatorului într-o măsură maximă;
(3) Biocataliză și reglarea procesului său în sisteme neacvatice, cum ar fi solventul eutectic profund și lichidul ionic, pentru a realiza transformarea eficientă a substraturilor selectate;
(4) Dezvăluirea în profunzime a mecanismelor de interacțiune dintre enzimă/celulă întreagă și platformele de susținere atât din punct de vedere chimic, cât și biologic, pentru a ghida în mod rațional proiectarea materialelor de susținere și a proceselor de imobilizare;
(5) Aplicarea enzimei imobilizate sau a celulei întregi în producția de substanțe chimice cu valoare adăugată mare, în special a substanțelor legate de energie, a ingredientelor alimentare funcționale, a intermediarilor farmaceutici etc.
În cadrul acestei teme de cercetare pot fi acoperite următoarele domenii:
Materiale noi de imobilizare a enzimelor sau a celulelor întregi;
Tehnici inovatoare de imobilizare a enzimelor sau a celulelor întregi;
Reglarea rațională a procesului biocatalitic;
Mecanisme de interacțiune între enzime/celule întregi și platformele suport;
-Aplicații practice ale enzimei sau celulei întregi imobilizate;
-Biocataliză cu enzime sau celule întregi în sisteme neacvatice;
-Cataliză sinergică a materialelor de imobilizare și a enzimei/celulei întregi;
-Proiectarea rațională a platformelor de susținere și a proceselor de imobilizare.
Conform domeniului de mai sus, sunt favorizate următoarele tipuri de manuscrise:
(1) Original Research; (2) Systematic Review; (3) Perspective; (4) Review; (5) Perspective; (6) Brief Research Report

Keywords:Imobilizarea enzimelor, imobilizarea celulelor întregi, biotransformare, biocataliză, materiale de imobilizare

Notă importantă: Toate contribuțiile la această temă de cercetare trebuie să se încadreze în domeniul de aplicare al secțiunii și revistei la care sunt trimise, așa cum sunt definite în declarațiile de misiune ale acestora. Frontiers își rezervă dreptul de a îndruma un manuscris care nu face parte din domeniul de aplicare către o secțiune sau o revistă mai potrivită în orice etapă a evaluării colegiale.