納濾實驗方案

1. 飲水機的過濾原理和效果是有哪些

之前看到一份中國預防科學醫學的飲用水監測報告，報告顯示，水質量問題已經非常嚴重，全國26個省、區的180個縣市，有43.3%的人在喝著不健康的水。而近年來關於水污染的報道也越來越多，越來越嚴重。

為了更加嚴謹，我把一號杯換成自來水試了一下。通過動態圖顯示，裝有自來水的1號杯逐漸開始變黃，說明水中確實含有餘氯。

三、總結

本次對"RO"凈飲機 XX 和"超濾"凈飲機grs v3進行了測試，4個測試下來，RO的凈飲機得2分，超濾的v3在測試中得4分。

超濾過濾後的水能滿足日常的飲水需求，也保留了礦物質元素，更加健康，家裡有老人小孩的最好還是選超濾的。而且嵌入式的顏值還是不錯的，也值這個價了。

RO反滲透過濾能力強，但是把礦物質也一並過濾掉了，這一點我覺得有點矯枉過正吧。當然，也有人覺得礦物質元素無關緊要，必須把全部物質過濾掉才安心，而且廢水問題也能接受，那也可以選擇RO的凈水設備。

本次測評到此為止，可能不是很全面，僅供參考。在後續我會出再多的凈水測評，歡迎大家一起討論分享。

2. 膜分離技術工藝流程

膜分離技術工藝流程主要分為六個步驟，包括電源接通、參數設定、膜的准備工作、膜分離、膜清洗以及膜的保存。

首先，在操作過程中，需確保電源接通，且泵在運行過程中處於正轉狀態，以保證後續流程的正常進行。

接著，參數設定至關重要，需根據實驗要求的溫度和壓力，設置最高的工作壓力和溫度，以滿足分離過程的要求。

在膜的使用前，必須進行清洗，以達到最佳的工作狀態。清洗步驟分為無機膜和有機膜兩種。對於無機膜，清洗方法為使用1%HNO3溶液循環清洗15分鍾，然後打開濾液閥門，讓濾液迴流至循環罐內繼續清洗15分鍾，最後使用自來水系統清洗至中性。對於有機膜，清洗方法為用1%na5p3o10、0.5%edta、0.2%sds和naoh調至pH11.0，進行45分鍾的清洗，之後用純凈水清洗至中性。

在膜處理完物料後，由於受到一定的污染，需要進行清洗以去除污染物。清洗步驟如上所述，以確保膜的性能。

最後，膜的保存至關重要。如果膜不使用超過3天，需要使用1%甲醛溶液將其封存。在冬季，使用20%甘油封存膜，以防止膜在低溫條件下發生變形或損壞。

膜分離技術工藝流程通過這六個步驟，確保了膜的高效運作和長期穩定性能，為各種工業應用提供了可靠的分離解決方案。

膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時，實現選擇性分離的技術，半透膜又稱分離膜或濾膜，膜壁布滿小孔，根據孔徑大小可以分為：微濾膜（MF）、超濾膜（UF）、納濾膜（NF）、反滲透膜（RO）等，膜分離都採用錯流過濾方式。

3. 請用實例設計分離生物大分子目標物的實驗方案及其可行性分析

1、根據生物目標物分離純化的特點用實例設計實驗方案？？
參考答案：
1.目的與意義（答到目的得2.5分，答到意義得2.5分）
隨著科學技術的發展及社會的進步，人們對食品有了新的要求，從單純攝取營養成分為目的轉變到攝取對健康有益、對防病有效的成分等多種目的，消費者對高糖高熱量興趣轉向低糖低熱量、人體難以消化、並可防齲齒、具整腸的作用糖類。
低聚乳果糖(lactosucrose)甜度低、熱量含量低，難以被人體消化，不被口腔酶分解，有防止齲齒功能。同時它又是一種雙歧桿菌的增殖因子，可以選擇性地促進雙歧桿菌的繁殖，使其在腸道中佔有優勢，從而改善腸菌群。此外人們發現低聚乳果糖能促進人體對鈣的吸收，從而可治療骨骼疾病。由於其具有優越的生理功能特性和良好的理化特性，深受消費者和食品、制葯、日化、飼料等行業的青昧，市場需求不斷上升。但是商業化低聚乳果糖產量低、費時長、工藝復雜、成本高，因此，利用基因重組技術、現代發酵技術、固定化酶技術、膜分離技術來實現低聚乳果糖高效低成本工業化生產具有重要意義，它將為低聚乳果糖在食品、動物飼料中、醫葯工業中的廣泛應用奠定原料基礎。

2.擬採用的技術路線（流程圖合理並列出分離方法得7分，流程圖合理未列出分離方法得4分，流程圖不合理得1分）

克隆β-半乳糖苷酶的基因 → 構建工程菌

β-呋喃果糖苷酶的發酵條件優化

β-呋喃果糖苷酶純化

蔗糖和乳糖的混合液→固定化β-呋喃果糖苷酶

分離反應液→固定化酶回收

糖漿產品→納濾膜純化→噴霧乾燥

含低聚乳果糖70％粉末 ← 冷凍乾燥 ← 蒸發濃縮含低聚乳果糖95％粉末

3.本研究的技術特點及技術優勢（答到技術特點得2分，答到技術優勢得2分）
目前日本公司均採用液體發酵法生產低聚乳果糖，生產用酶只能利用一次，後處理工藝需要活性炭脫色和離子交換樹脂除鹽，產品的總低聚乳果糖含量只有35-55%,還有約50%的葡萄糖、乳糖和蔗糖等副產物。本課題以乳糖和蔗糖為原料進行深加工，採用固定化酶法生產-納米膜純化耦合技術生產低聚乳果糖，生產用酶可反復利用，後處理工藝無需脫色和離子交換，工藝簡化流程縮短，糖漿生產成本大幅度下降；並結合採用納米膜過濾高新技術，能生產低聚乳果糖純度達到95%以上的產品，可直接供糖尿病人服用。特別是粉狀低聚乳果糖產品，貯存、運輸和使用十分方便。

4.產品應用范圍及市場前景（答到應用范圍得2分，答到市場前景得2分）
產品應用范圍廣。a、作為益生素即雙歧桿菌促生素。低聚乳果糖能明顯促進腸道內雙歧桿菌的增長繁殖，抑制腐敗細菌的生長，調整與維持腸道健康；b、作為膳食纖維素，可以有效地降低血清膽固醇和血脂，對因血脂高而引起的高血壓、動脈硬化等有一系列心血管疾病有較好的改善作用；c、作為活化因子即鈣、鎂、鐵等礦物質和微量元素的活化因子，可以達到促進礦物質和微量元素吸收的效果，如在補鈣、鐵、鋅等食品、保健品中添加低聚果糖，可以提向產品的功效；d、作為獨特的低糖、低熱值、難消化的甜味劑，添加於食品中，不僅可以改善產品的口味，降低食品的熱值，而且可以延長產品的貨架期。如在減肥食品中添加低聚果糖，可以極大降低產品熱值；在低糖食品中低聚果糖，較難引起血糖升高；在酒類產品中添加低聚果糖，可以防止酒中內溶物沉澱，改善澄明度，提高酒的風味，使酒的口感更醇厚、更清爽；在果味飲料和茶飲料中添加低聚果糖，可以使產品口味更細膩柔和、更清爽。e、低聚乳果糖還是一種優於抗生素和益生素的新型飼料添加劑；f、低聚乳果糖還可用於葯物、化妝品中。
市場潛力大。a、國際市場：目前日本市場低聚乳果糖年需求量在2500噸以上，以平均售價為800日元/公斤算，年銷售額達到20億日元；隨著低聚乳果糖應用領域的不斷擴展及日本市場、世界市場對低熱值功能性甜味劑的需求不斷增長，低聚乳果糖一直處於供不應求狀態；b、國內市場：我國食品行業中的娃哈哈、光明和樂百氏等著名品牌為提高產品科技含量，已開始關注並參與功能性低聚糖的研製與生產。隨著國內消費者對低聚乳果糖特殊保健功能的認知程度提高，國內消費市場也將啟動，市場前景十分看好。
總之，本研究以蔗糖和乳糖為主要原料生產高純度低聚乳果糖乾粉、濃縮液等，為蔗糖和乳糖的深加工和生產產業鏈的拉長開辟了一條新途徑。在國內外保健食品市場日趨擴大、社會需求日益增加的21世紀，該項目完成後研製出的具有我國自主知識產權的高純度低聚乳果糖發展前景廣闊，經濟效益可觀。

4. 純化生物產品的得率是如何計算的

生物葯物的提取純化技術

第一節 概述
一、生物葯物的特點及純化方法
許多生物葯物具有生物活性，其穩定性受pH,一溫度、離子強終提取過程所使用的溶劑和表面活性劑、金屬離子等方面的嚴件物葯物對剪切力很敏感，分子量越大，其穩定性就越差，在甘離純化過程中，條件就應當越溫和。一些組分的濃度非常低。但是生物葯物產品的純度卻要求很高，含量要達到95%甚至98%以上。結晶態產品最好，葯物還應具有正常的顏色、穩定性和溶解速率。
生物葯物的制備，如蛋白質制備，涉及物理、化學和生物學知識。其主要原理有兩個方面：一是利用混合物中組分分配率差別，把它們分配於可機械分離的兩個或幾個物相中，如鹽析、有機溶劑提取、層析和結晶等；二是將混合物置於單一物相中，經物理力場作用使各組分分配於不同區域而達分離目的，如電泳、超離心、超濾等。相互分離主要利用蛋白間各種性質的微小差別,諸如分子形狀、分子量大小、帶電性質、溶解度、生物功能專一性等，制備方法可按這些主要因素進行分類。按分子大小和形態分差速離心、超濾、分子篩及透析等方法；按溶解度分為鹽析、溶劑抽提、分配層析、逆流分配及結晶等；按電荷差異分為電泳、電滲析、等電點沉澱、離子交換層析及吸附層析等；按生物功能專一性有親合層析法等。
蛋白分離純化比較困難。需要研究目的物質的微細特徵，巧妙聯用各種方法並進行嚴密的操作，並有必要了解精製過程的精製程度和回收率。具有活性的蛋白可利用吸收光譜等物理性質或以相當於單位氮活性增加進行追蹤；其他蛋白可用電泳、超離心、層析、擴散及溶解等測定純度；不穩定蛋白，如分離SH-酶時，使用試劑及緩沖液等要確認不含重金屬離子（特級試劑也需檢定）。
蛋白質純化的操作如脫鹽、濃縮乾燥等均與低分子物不同，須經獨特的繁瑣操作。
提純蛋白和酶時常混有核酸或多糖，一般可用專一性酶解、有機溶劑抽取及選擇性部分沉澱等法處理。小分子物質常在制備中經多次液相與固相轉化被分離或最後用透析法除去。而同類物質分離，情況則復雜得多。主要採用鹽析、有機溶劑沉澱，等電點沉澱、吸附、結晶、電泳、超離心及柱層析法等。其中，鹽析、等電點及結晶法用於蛋白質和酶的提純較多；有機溶劑抽提和沉澱用於核酸提純較多；柱層析、梯度離心對蛋白和核酸的提純應用十分廣泛。
蛋白分離純化方法很多。 Bonnerjea 等人對有關蛋白和酶的分離純化方法及其特徵進行了分析，發現主要有10種方法，它們的出現頻率為：

離子交換 75%
親和過程 60%
沉 淀 57%
凝膠過濾 50%
其 它 <33%

目前尚無一種方法可用以純化各種蛋白質，但每種蛋白質都可設法分離純化。選擇純化方法，需要考慮到純度、活性、得率等。
二、提取純化的單元操作和基本工藝流程
生物葯物的提取和純化可分為5個主要步驟：預處理、固液尹離產縮、純化和產品定型（乾燥，制丸，擠壓，造粒，製片）每一步驟都可採用各種單元操作。在提取純化過程中，要盡可能減少操作步驟，因為每一操作步驟都不可避免帶來損失。操作步驟多，總收率就會下降。生物葯物提取工藝流程的基本模式如1-1所示。根據主要分離因素排列的單元分離范圍見圖1-2。

圖1-1 生物葯物提取工藝流程的基本模式
表1-1根據主要分離因素排列的單元分離范圍

三、提取純化單元操作技術的特點
現代生物制葯領域提取純化技術的進步得益於生化分析分離技術開拓性工作的成果汾離純化技術的特點之一是各種技術產互交叉，新型的分離純化方法不斷涌現。如沉澱技術和親和技夢相結合•形成了親和沉澱技術；超濾和親和技術相結合，形成了嚴和超濾技術；萃取與載體膜相結合，形成了液膜載體萃取法。這種新方法取長補短，使分離純化過程更加科學合理、快速有效、經濟實用。盡管有些方法仍處於實驗室的試驗階段，要用於工業規模還需要進一步探索，有的甚至沒有實用價值，但都可為今後的產展提供新的思路。
生物葯物提取純化技術的另一特點是注重新材料的研製開發如膜分離介質，層析介質，親和配基，新型萃取劑等在最近幾年來發展非常快。提取純化設備方面推陳出新，在設備的計算機控制及生產自動化，連續化及GMP規范化等方面取得很大的成就。
膜過濾技術發展很快，分為微濾、超濾和納濾，不僅用於細胞的分離，還用於蛋白質的濃縮。超濾技術的主要特點是節能，對生物大分子類葯物無破壞作用。液一液萃取廣泛應用於抗生素及小分子量葯物的提取。溶劑選擇的餘地大，且易實現大規模生產。高速離心式液體萃取機是目前效率最高，使用最廣的裝置。液一液萃取技術還衍生出許多新的萃取技術，如雙水相萃取，親和萃取，超臨界萃取等。雙水相萃取蛋白質類葯物是大規模提取高純度蛋白質類葯物的有效技術。而超臨界界萃取利用超臨界流體的物理特性，即通過壓力和溫度的改變控制溶質在溶劑中的分子擴散能助，控制溶質的溶解度，從而實現分離。
層析（色譜）技術是最近幾十年來發展最快的純化技術。層析裝置的種類很多，且分離純化機理也各不相同，適應於許多葯物產品的分離純化。離子交換色譜是應用最廣，且易於實現大規模生產的方法。應用於抗生素、氨基酸、核昔酸、蛋白質的提取和純化。分子篩層析根據分子量大小不同的原理，適應於蛋白質類葯物的純化。層析分離技術的最高層次當屬基於分子識別的技術如親和層析。這一技術已衍生出一大批新的技術，如免疫親和層析、染料親和層析、金屬離子鰲合層析。疏水性層析是基於分子的疏水性能來分離純化的。高效液相色譜法本是分析化學的常用手段，現已將其擴展到生物葯物的分離純化的應用中。有些設備僅可進行分析，有的還可用於分離純化，在新葯開發的過程中，縮短了分離純化所需時間。
與層析技術同步發展的各種分離介質是層析分離的技術保障，商品化的預裝柱、緩沖劑、計算機程序控制還使操作變得簡單易學。置換層析與洗脫層析不同，是指吸附在層析柱上的一種組分被另一種置換劑（與層析上的介質的親和力大於原被吸附的組分）置換出層析柱的層析技術。該技術有上樣量高，解析度高的特點。被分離的樣品在分離過程中還有濃縮作用。
總之，隨著科技的發展，新的分離、提取、純化技術還將不斷得到改進。

四、提取純化的工藝論證
我國1992年修訂了GMP,要求從1993年3月1日以後新建或改建的葯廠，均要符合GMP的要求。1994年開始了各項驗證，其中工藝論證是關鍵的一個不可缺少的組成部分．產品的純化是生產過程中關鍵的一步。這涉及到葯物的質量。所謂工藝驗證，就是通過系統的方法得到關於生產工藝的書面材料，證明並保證生產過程能始終如一地生產出特定的高質量的產品。提取純化處理工藝驗證的范圍包括：廠房設施、工程儀表、機械設備、生產環境、工藝條件、計算機軟體、介質、原材料、半成品、成品、操作人員素質和測試方法等。以上各個部分都要有驗證材料或試驗數據，根據這些材料和數據寫出驗證報告。當工藝的某一部分有較大變動時（如大修、工藝條件變化），要進行重新驗證，即再驗證．再驗證是針對某一部分的行動，而不是整個工藝過程的驗證．因此比較簡單、快速、易行。驗證的實施過程包括以下步驟：提出驗證要求，組織驗證小組，制定驗證方案，實施驗證試驗，寫出驗證報告，再驗證等。
現以生物制葯純化最常用的層析工藝為例，說明驗證試驗的過程。首先對層析設備進行安裝驗證，即在不通電源的情況下，根具設備說明書查看安裝是否正確，並對接線、管路連接、安放地點、輸人電壓等逐項檢查，無誤後，再進行運轉試驗．接通電源後，觀察電機、泵、監測器、信號系統、閥、壓力、溫度等是否正常．泵的輸出流量要經過校正，監測波長也要校正，運轉3-5次後，未見漏液、氣泡等，一切正常，方可正式運轉。層析柱是整個層析工藝的關鍵設備，要根據出廠標准，逐項驗證，如載體外觀、顆粒大小（用顯微鏡測量）、柱效率、解析度、回收率、有無污染等．如更變層析柱或層析柱填料，要對新層析柱進行重新驗證。總之，工藝驗證是一項技術性很強，無固定章程可循，既費力，又耗時、耗材的工作．
高科技生物葯物的生產工廠，已有「交鑰匙工程」。所謂交鑰匙工程，就是將整個工廠組裝在高強度的，便於運輸的鋼制建築結構內，整個建築要達到潔凈標准，所有的生產設備和公用設施都安裝到位。在用戶在場的情況下，要對整個工廠進行發貨前的試運轉及鑒定。然後，整個工廠的生產設備和公用設施直接運輸到用戶的廠址，在各車間組裝後，與當地的水、電、下水道等系統及倉庫對接，立即就可以投人生產。

五、生物葯物生產的屏蔽防護技術
(Containment technology)
一些葯物，如抗癌葯，往往對生物活細胞具有毒性，因此必須對中試或大生產的全過程設置屏蔽防護裝置．1984年，Flickinger等就提出了中試和生產規模細胞毒素劑的安全生產裝置的設計概念，其基本要求是：人員進出口要加以控制；在工作場所保持負壓（一級、二級或三級生物密封室）：空氣的排放必須通過HEPA過勝器；對有煙霧產生的設備要有附加的屏蔽防護裝置；有適當的個人防護措施；生產過程中所排放的廢物要有生物學或化學的除污方法；對工作人員進行醫療監測；環境監測。

六、純化工藝過程的質量控制
生物葯物純化工藝技術要求高，應盡可能選用高質量的設備，並要求有清潔的各級GMP廠房。純化方法的設計應考慮到盡可能去除污染病毒、核酸、宿主細胞雜蛋白、糖及其他雜質；要防止純化過程中帶人有害物質．如採用柱層析技術純化，應提供填料的質量認證證明(IS09001證書），並證實從柱上不會掉下有害物質。樣品上樣前應除熱原質等。若用親和層析技術（以單克隆抗體品作為配基），應有檢測可能污染此類外源性物質的方法，不應含有可測出的異種免疫球蛋白，柱層析配製溶液用水一律用超純水(Milli Q水）。
關於純度的要求，可視產品的來源、用途和用法而制定，例如經反復多次使用的真核細胞表達的製品，要求純度達到98％以上；多次使用的原核細胞表達的製品要達95％以上；外用製品的純度可降低要求。用於健康人群或用於重症患者，對純度要求各不相同．
純化工藝的每一步均應測定純度，計算提純倍數收率等。純化工藝過程中應盡量避免加人對人體有害的物質，若不得不加人，應設法除盡；並在最終產品中檢測殘留量，殘留量應遠遠低於危害劑量，還要考慮到多次使用的積蓄作用。
附：基因工程α一型干擾素制備及質，控制要點
干擾素是一組多功能的細胞因子，分為干擾素α、干擾素β、和干擾素γ。干擾素α為多基因產物。分為許多亞型，都是由許多氨基酸殘基組成的多膚。人干擾素γ是一種免疫干擾素，是由100多個氨基酸殘基組成的多肽，天然產品是一種糖蛋白，兩處有糖基化位點．
發酵後可用離心法或其他方法收集菌體，要求盡可能縮小操作的范圍，凡接觸過菌液的用具，如離心杯、轉頭和玻璃器皿等應浸泡新潔爾滅殺菌1h以上，才可清洗。離心後的廢棄液經殺菌後才能倒人下水道。收獲的菌種如在24h內破菌裂解，可放在4-80C,否則應凍存於_30'C以下的冰箱中，在一300C保存的菌體可使用6個月。將收獲的菌體用適當的緩沖液做成所需濃度的均勻懸液，可用物理、化學或生物學方法進行裂解，裂解後的菌液，可用高速離心沉澱或其他適當方法分離，上清液即為粗製干擾素。不得用對人體有害的化學試劑裂解菌體，用加酶或其他蛋白裂解菌體時，應在半成品內證明此種蛋白的含量在允許的范圍內，對製品安全及效果沒有影響，並提供檢測方法．
濃縮與純化方法應能去除絕大部分非干擾素物質。一般要用不同原理多步驟的純化方法，並使干擾素濃縮至一定程度，應詳細說明濃縮純化的全過程。在純化過程中不得加人對人體有害的物質，加入的物質應能在以後的純化過程中被去除或證明其濃度在允許的范圍內，不得影響製品的安全與效果。如用異種抗體親和層析純化，應說明其來源及純度，並提供此種抗體微量IgG的檢測方法，在半成品檢定中應測定IgG的含量，並確定允許濃度。制備注射用製品時濃縮純化過程應特別注意去除熱原質，並採取措施防止溶液、試劑和容器污染，而造成製品熱原質增加。
濃縮純化最後所得的純化干擾素即為「半成品原液」，取樣供作純度檢定後，立即加人人白蛋白，使其最終含量為2％，稱為加「白蛋白半成品」，取樣測定干擾素效價，保存在一300C,應盡量避免凍融，直到制劑配製時才取出融化、合並、離心、除菌過濾、制備成品，「加白蛋白半成品」在一300C下保存不得超過半年。
制劑配製：除菌過濾採用0.3μm薄膜，過濾後樣品應做無菌試驗，並取樣測定干擾素效價，根據除菌樣品的效價測定結果，將讓述無菌試驗合格的「加白蛋白半成品」用無菌的2 %白蛋白緩沖液稀釋至所需濃度，不得加防腐劑，稀釋後的「加白蛋白半成品」需做熱原測定、效價測定和無菌試驗。
冷凍乾燥：凍干工藝應不損害干擾素的活性，並使凍干後製品的水分達到一定的標准。
基因工程干擾素分注射用和外用兩種．其質量標准不同，應分別予以規定。每種製品又分為半成品和成品檢定．

5. 什麼是G+荷電納濾技術它有哪些優勢

G+荷電納濾技術是GE納濾凈水器用的納濾技術，有別於傳統反滲透過濾技術以及超濾過濾技術，G+納濾技術是新一代的納濾膜分離技術，它是通過孔徑與膜表面電荷效應進行雙重過濾，不僅可有效去除水中細菌、病毒、微生物和重金屬等有害物質，達到直飲級別同時，還能保留水中有益微量元素，所以出水等於就是礦物質水，所以裝了GE納濾凈水器，家裡就不用買礦泉水啦

6. 實驗室廢水怎麼處理才能安全排放

實驗室廢水的處理需要考慮廢水的成分和含有的污染物類型。以下是一些常見的處理方法：
1. 分離和調整pH：使用適當的分離技術（如沉降、過濾）將固體物質分離出廢水，並調整pH值，以確保後續處理方法的有效性。

2. 生化處理：利用生物處理方法，如活性污泥法或生物膜反應器，通過生物菌群降解有機物質。這些方法可以有效去除有機物和部分無機物。

3. 化學處理：某些廢水可能需要化學處理來去除特定物質，如重金屬離子。常見的處理方法包括沉澱、吸附和氧化還原反應。

4. 高級氧化工藝：使用高級氧化劑（如臭氧、過氧化氫）進行處理，可以降解難以降解的有機物。

5. 膜分離技術：包括微濾、超濾、納濾和反滲透等膜分離技術，可用於去除懸浮物、細菌、病毒和溶解性溶質。

6. 離子交換：用於去除廢水中的離子污染物，如硬度離子、重金屬離子和放射性離子。

7. 紫外光消毒：使用紫外線照射可以有效地殺滅廢水中的微生物，使其達到安全排放標准。

請注意，在實驗室廢水處理過程中，應嚴格遵守法規要求，並確保廢水處理過程不會造成環境污染。