纳滤实验方案

1. 饮水机的过滤原理和效果是有哪些

之前看到一份中国预防科学医学的饮用水监测报告，报告显示，水质量问题已经非常严重，全国26个省、区的180个县市，有43.3%的人在喝着不健康的水。而近年来关于水污染的报道也越来越多，越来越严重。

为了更加严谨，我把一号杯换成自来水试了一下。通过动态图显示，装有自来水的1号杯逐渐开始变黄，说明水中确实含有余氯。

三、总结

本次对"RO"净饮机 XX 和"超滤"净饮机grs v3进行了测试，4个测试下来，RO的净饮机得2分，超滤的v3在测试中得4分。

超滤过滤后的水能满足日常的饮水需求，也保留了矿物质元素，更加健康，家里有老人小孩的最好还是选超滤的。而且嵌入式的颜值还是不错的，也值这个价了。

RO反渗透过滤能力强，但是把矿物质也一并过滤掉了，这一点我觉得有点矫枉过正吧。当然，也有人觉得矿物质元素无关紧要，必须把全部物质过滤掉才安心，而且废水问题也能接受，那也可以选择RO的净水设备。

本次测评到此为止，可能不是很全面，仅供参考。在后续我会出再多的净水测评，欢迎大家一起讨论分享。

2. 膜分离技术工艺流程

膜分离技术工艺流程主要分为六个步骤，包括电源接通、参数设定、膜的准备工作、膜分离、膜清洗以及膜的保存。

首先，在操作过程中，需确保电源接通，且泵在运行过程中处于正转状态，以保证后续流程的正常进行。

接着，参数设定至关重要，需根据实验要求的温度和压力，设置最高的工作压力和温度，以满足分离过程的要求。

在膜的使用前，必须进行清洗，以达到最佳的工作状态。清洗步骤分为无机膜和有机膜两种。对于无机膜，清洗方法为使用1%HNO3溶液循环清洗15分钟，然后打开滤液阀门，让滤液回流至循环罐内继续清洗15分钟，最后使用自来水系统清洗至中性。对于有机膜，清洗方法为用1%na5p3o10、0.5%edta、0.2%sds和naoh调至pH11.0，进行45分钟的清洗，之后用纯净水清洗至中性。

在膜处理完物料后，由于受到一定的污染，需要进行清洗以去除污染物。清洗步骤如上所述，以确保膜的性能。

最后，膜的保存至关重要。如果膜不使用超过3天，需要使用1%甲醛溶液将其封存。在冬季，使用20%甘油封存膜，以防止膜在低温条件下发生变形或损坏。

膜分离技术工艺流程通过这六个步骤，确保了膜的高效运作和长期稳定性能，为各种工业应用提供了可靠的分离解决方案。

膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离都采用错流过滤方式。

3. 请用实例设计分离生物大分子目标物的实验方案及其可行性分析

1、根据生物目标物分离纯化的特点用实例设计实验方案？？
参考答案：
1.目的与意义（答到目的得2.5分，答到意义得2.5分）
随着科学技术的发展及社会的进步，人们对食品有了新的要求，从单纯摄取营养成分为目的转变到摄取对健康有益、对防病有效的成分等多种目的，消费者对高糖高热量兴趣转向低糖低热量、人体难以消化、并可防龋齿、具整肠的作用糖类。
低聚乳果糖(lactosucrose)甜度低、热量含量低，难以被人体消化，不被口腔酶分解，有防止龋齿功能。同时它又是一种双歧杆菌的增殖因子，可以选择性地促进双歧杆菌的繁殖，使其在肠道中占有优势，从而改善肠菌群。此外人们发现低聚乳果糖能促进人体对钙的吸收，从而可治疗骨骼疾病。由于其具有优越的生理功能特性和良好的理化特性，深受消费者和食品、制药、日化、饲料等行业的青昧，市场需求不断上升。但是商业化低聚乳果糖产量低、费时长、工艺复杂、成本高，因此，利用基因重组技术、现代发酵技术、固定化酶技术、膜分离技术来实现低聚乳果糖高效低成本工业化生产具有重要意义，它将为低聚乳果糖在食品、动物饲料中、医药工业中的广泛应用奠定原料基础。

2.拟采用的技术路线（流程图合理并列出分离方法得7分，流程图合理未列出分离方法得4分，流程图不合理得1分）

克隆β-半乳糖苷酶的基因 → 构建工程菌

β-呋喃果糖苷酶的发酵条件优化

β-呋喃果糖苷酶纯化

蔗糖和乳糖的混合液→固定化β-呋喃果糖苷酶

分离反应液→固定化酶回收

糖浆产品→纳滤膜纯化→喷雾干燥

含低聚乳果糖70％粉末 ← 冷冻干燥 ← 蒸发浓缩含低聚乳果糖95％粉末

3.本研究的技术特点及技术优势（答到技术特点得2分，答到技术优势得2分）
目前日本公司均采用液体发酵法生产低聚乳果糖，生产用酶只能利用一次，后处理工艺需要活性炭脱色和离子交换树脂除盐，产品的总低聚乳果糖含量只有35-55%,还有约50%的葡萄糖、乳糖和蔗糖等副产物。本课题以乳糖和蔗糖为原料进行深加工，采用固定化酶法生产-纳米膜纯化耦合技术生产低聚乳果糖，生产用酶可反复利用，后处理工艺无需脱色和离子交换，工艺简化流程缩短，糖浆生产成本大幅度下降；并结合采用纳米膜过滤高新技术，能生产低聚乳果糖纯度达到95%以上的产品，可直接供糖尿病人服用。特别是粉状低聚乳果糖产品，贮存、运输和使用十分方便。

4.产品应用范围及市场前景（答到应用范围得2分，答到市场前景得2分）
产品应用范围广。a、作为益生素即双歧杆菌促生素。低聚乳果糖能明显促进肠道内双歧杆菌的增长繁殖，抑制腐败细菌的生长，调整与维持肠道健康；b、作为膳食纤维素，可以有效地降低血清胆固醇和血脂，对因血脂高而引起的高血压、动脉硬化等有一系列心血管疾病有较好的改善作用；c、作为活化因子即钙、镁、铁等矿物质和微量元素的活化因子，可以达到促进矿物质和微量元素吸收的效果，如在补钙、铁、锌等食品、保健品中添加低聚果糖，可以提向产品的功效；d、作为独特的低糖、低热值、难消化的甜味剂，添加于食品中，不仅可以改善产品的口味，降低食品的热值，而且可以延长产品的货架期。如在减肥食品中添加低聚果糖，可以极大降低产品热值；在低糖食品中低聚果糖，较难引起血糖升高；在酒类产品中添加低聚果糖，可以防止酒中内溶物沉淀，改善澄明度，提高酒的风味，使酒的口感更醇厚、更清爽；在果味饮料和茶饮料中添加低聚果糖，可以使产品口味更细腻柔和、更清爽。e、低聚乳果糖还是一种优于抗生素和益生素的新型饲料添加剂；f、低聚乳果糖还可用于药物、化妆品中。
市场潜力大。a、国际市场：目前日本市场低聚乳果糖年需求量在2500吨以上，以平均售价为800日元/公斤算，年销售额达到20亿日元；随着低聚乳果糖应用领域的不断扩展及日本市场、世界市场对低热值功能性甜味剂的需求不断增长，低聚乳果糖一直处于供不应求状态；b、国内市场：我国食品行业中的娃哈哈、光明和乐百氏等著名品牌为提高产品科技含量，已开始关注并参与功能性低聚糖的研制与生产。随着国内消费者对低聚乳果糖特殊保健功能的认知程度提高，国内消费市场也将启动，市场前景十分看好。
总之，本研究以蔗糖和乳糖为主要原料生产高纯度低聚乳果糖干粉、浓缩液等，为蔗糖和乳糖的深加工和生产产业链的拉长开辟了一条新途径。在国内外保健食品市场日趋扩大、社会需求日益增加的21世纪，该项目完成后研制出的具有我国自主知识产权的高纯度低聚乳果糖发展前景广阔，经济效益可观。

4. 纯化生物产品的得率是如何计算的

生物药物的提取纯化技术

第一节 概述
一、生物药物的特点及纯化方法
许多生物药物具有生物活性，其稳定性受pH,一温度、离子强终提取过程所使用的溶剂和表面活性剂、金属离子等方面的严件物药物对剪切力很敏感，分子量越大，其稳定性就越差，在甘离纯化过程中，条件就应当越温和。一些组分的浓度非常低。但是生物药物产品的纯度却要求很高，含量要达到95%甚至98%以上。结晶态产品最好，药物还应具有正常的颜色、稳定性和溶解速率。
生物药物的制备，如蛋白质制备，涉及物理、化学和生物学知识。其主要原理有两个方面：一是利用混合物中组分分配率差别，把它们分配于可机械分离的两个或几个物相中，如盐析、有机溶剂提取、层析和结晶等；二是将混合物置于单一物相中，经物理力场作用使各组分分配于不同区域而达分离目的，如电泳、超离心、超滤等。相互分离主要利用蛋白间各种性质的微小差别,诸如分子形状、分子量大小、带电性质、溶解度、生物功能专一性等，制备方法可按这些主要因素进行分类。按分子大小和形态分差速离心、超滤、分子筛及透析等方法；按溶解度分为盐析、溶剂抽提、分配层析、逆流分配及结晶等；按电荷差异分为电泳、电渗析、等电点沉淀、离子交换层析及吸附层析等；按生物功能专一性有亲合层析法等。
蛋白分离纯化比较困难。需要研究目的物质的微细特征，巧妙联用各种方法并进行严密的操作，并有必要了解精制过程的精制程度和回收率。具有活性的蛋白可利用吸收光谱等物理性质或以相当于单位氮活性增加进行追踪；其他蛋白可用电泳、超离心、层析、扩散及溶解等测定纯度；不稳定蛋白，如分离SH-酶时，使用试剂及缓冲液等要确认不含重金属离子（特级试剂也需检定）。
蛋白质纯化的操作如脱盐、浓缩干燥等均与低分子物不同，须经独特的繁琐操作。
提纯蛋白和酶时常混有核酸或多糖，一般可用专一性酶解、有机溶剂抽取及选择性部分沉淀等法处理。小分子物质常在制备中经多次液相与固相转化被分离或最后用透析法除去。而同类物质分离，情况则复杂得多。主要采用盐析、有机溶剂沉淀，等电点沉淀、吸附、结晶、电泳、超离心及柱层析法等。其中，盐析、等电点及结晶法用于蛋白质和酶的提纯较多；有机溶剂抽提和沉淀用于核酸提纯较多；柱层析、梯度离心对蛋白和核酸的提纯应用十分广泛。
蛋白分离纯化方法很多。 Bonnerjea 等人对有关蛋白和酶的分离纯化方法及其特征进行了分析，发现主要有10种方法，它们的出现频率为：

离子交换 75%
亲和过程 60%
沉 淀 57%
凝胶过滤 50%
其 它 <33%

目前尚无一种方法可用以纯化各种蛋白质，但每种蛋白质都可设法分离纯化。选择纯化方法，需要考虑到纯度、活性、得率等。
二、提取纯化的单元操作和基本工艺流程
生物药物的提取和纯化可分为5个主要步骤：预处理、固液尹离产缩、纯化和产品定型（干燥，制丸，挤压，造粒，制片）每一步骤都可采用各种单元操作。在提取纯化过程中，要尽可能减少操作步骤，因为每一操作步骤都不可避免带来损失。操作步骤多，总收率就会下降。生物药物提取工艺流程的基本模式如1-1所示。根据主要分离因素排列的单元分离范围见图1-2。

图1-1 生物药物提取工艺流程的基本模式
表1-1根据主要分离因素排列的单元分离范围

三、提取纯化单元操作技术的特点
现代生物制药领域提取纯化技术的进步得益于生化分析分离技术开拓性工作的成果汾离纯化技术的特点之一是各种技术产互交叉，新型的分离纯化方法不断涌现。如沉淀技术和亲和技梦相结合•形成了亲和沉淀技术；超滤和亲和技术相结合，形成了严和超滤技术；萃取与载体膜相结合，形成了液膜载体萃取法。这种新方法取长补短，使分离纯化过程更加科学合理、快速有效、经济实用。尽管有些方法仍处于实验室的试验阶段，要用于工业规模还需要进一步探索，有的甚至没有实用价值，但都可为今后的产展提供新的思路。
生物药物提取纯化技术的另一特点是注重新材料的研制开发如膜分离介质，层析介质，亲和配基，新型萃取剂等在最近几年来发展非常快。提取纯化设备方面推陈出新，在设备的计算机控制及生产自动化，连续化及GMP规范化等方面取得很大的成就。
膜过滤技术发展很快，分为微滤、超滤和纳滤，不仅用于细胞的分离，还用于蛋白质的浓缩。超滤技术的主要特点是节能，对生物大分子类药物无破坏作用。液一液萃取广泛应用于抗生素及小分子量药物的提取。溶剂选择的余地大，且易实现大规模生产。高速离心式液体萃取机是目前效率最高，使用最广的装置。液一液萃取技术还衍生出许多新的萃取技术，如双水相萃取，亲和萃取，超临界萃取等。双水相萃取蛋白质类药物是大规模提取高纯度蛋白质类药物的有效技术。而超临界界萃取利用超临界流体的物理特性，即通过压力和温度的改变控制溶质在溶剂中的分子扩散能助，控制溶质的溶解度，从而实现分离。
层析（色谱）技术是最近几十年来发展最快的纯化技术。层析装置的种类很多，且分离纯化机理也各不相同，适应于许多药物产品的分离纯化。离子交换色谱是应用最广，且易于实现大规模生产的方法。应用于抗生素、氨基酸、核昔酸、蛋白质的提取和纯化。分子筛层析根据分子量大小不同的原理，适应于蛋白质类药物的纯化。层析分离技术的最高层次当属基于分子识别的技术如亲和层析。这一技术已衍生出一大批新的技术，如免疫亲和层析、染料亲和层析、金属离子鳌合层析。疏水性层析是基于分子的疏水性能来分离纯化的。高效液相色谱法本是分析化学的常用手段，现已将其扩展到生物药物的分离纯化的应用中。有些设备仅可进行分析，有的还可用于分离纯化，在新药开发的过程中，缩短了分离纯化所需时间。
与层析技术同步发展的各种分离介质是层析分离的技术保障，商品化的预装柱、缓冲剂、计算机程序控制还使操作变得简单易学。置换层析与洗脱层析不同，是指吸附在层析柱上的一种组分被另一种置换剂（与层析上的介质的亲和力大于原被吸附的组分）置换出层析柱的层析技术。该技术有上样量高，分辨率高的特点。被分离的样品在分离过程中还有浓缩作用。
总之，随着科技的发展，新的分离、提取、纯化技术还将不断得到改进。

四、提取纯化的工艺论证
我国1992年修订了GMP,要求从1993年3月1日以后新建或改建的药厂，均要符合GMP的要求。1994年开始了各项验证，其中工艺论证是关键的一个不可缺少的组成部分．产品的纯化是生产过程中关键的一步。这涉及到药物的质量。所谓工艺验证，就是通过系统的方法得到关于生产工艺的书面材料，证明并保证生产过程能始终如一地生产出特定的高质量的产品。提取纯化处理工艺验证的范围包括：厂房设施、工程仪表、机械设备、生产环境、工艺条件、计算机软件、介质、原材料、半成品、成品、操作人员素质和测试方法等。以上各个部分都要有验证材料或试验数据，根据这些材料和数据写出验证报告。当工艺的某一部分有较大变动时（如大修、工艺条件变化），要进行重新验证，即再验证．再验证是针对某一部分的行动，而不是整个工艺过程的验证．因此比较简单、快速、易行。验证的实施过程包括以下步骤：提出验证要求，组织验证小组，制定验证方案，实施验证试验，写出验证报告，再验证等。
现以生物制药纯化最常用的层析工艺为例，说明验证试验的过程。首先对层析设备进行安装验证，即在不通电源的情况下，根具设备说明书查看安装是否正确，并对接线、管路连接、安放地点、输人电压等逐项检查，无误后，再进行运转试验．接通电源后，观察电机、泵、监测器、信号系统、阀、压力、温度等是否正常．泵的输出流量要经过校正，监测波长也要校正，运转3-5次后，未见漏液、气泡等，一切正常，方可正式运转。层析柱是整个层析工艺的关键设备，要根据出厂标准，逐项验证，如载体外观、颗粒大小（用显微镜测量）、柱效率、分辨率、回收率、有无污染等．如更变层析柱或层析柱填料，要对新层析柱进行重新验证。总之，工艺验证是一项技术性很强，无固定章程可循，既费力，又耗时、耗材的工作．
高科技生物药物的生产工厂，已有“交钥匙工程”。所谓交钥匙工程，就是将整个工厂组装在高强度的，便于运输的钢制建筑结构内，整个建筑要达到洁净标准，所有的生产设备和公用设施都安装到位。在用户在场的情况下，要对整个工厂进行发货前的试运转及鉴定。然后，整个工厂的生产设备和公用设施直接运输到用户的厂址，在各车间组装后，与当地的水、电、下水道等系统及仓库对接，立即就可以投人生产。

五、生物药物生产的屏蔽防护技术
(Containment technology)
一些药物，如抗癌药，往往对生物活细胞具有毒性，因此必须对中试或大生产的全过程设置屏蔽防护装置．1984年，Flickinger等就提出了中试和生产规模细胞毒素剂的安全生产装置的设计概念，其基本要求是：人员进出口要加以控制；在工作场所保持负压（一级、二级或三级生物密封室）：空气的排放必须通过HEPA过胜器；对有烟雾产生的设备要有附加的屏蔽防护装置；有适当的个人防护措施；生产过程中所排放的废物要有生物学或化学的除污方法；对工作人员进行医疗监测；环境监测。

六、纯化工艺过程的质量控制
生物药物纯化工艺技术要求高，应尽可能选用高质量的设备，并要求有清洁的各级GMP厂房。纯化方法的设计应考虑到尽可能去除污染病毒、核酸、宿主细胞杂蛋白、糖及其他杂质；要防止纯化过程中带人有害物质．如采用柱层析技术纯化，应提供填料的质量认证证明(IS09001证书），并证实从柱上不会掉下有害物质。样品上样前应除热原质等。若用亲和层析技术（以单克隆抗体品作为配基），应有检测可能污染此类外源性物质的方法，不应含有可测出的异种免疫球蛋白，柱层析配制溶液用水一律用超纯水(Milli Q水）。
关于纯度的要求，可视产品的来源、用途和用法而制定，例如经反复多次使用的真核细胞表达的制品，要求纯度达到98％以上；多次使用的原核细胞表达的制品要达95％以上；外用制品的纯度可降低要求。用于健康人群或用于重症患者，对纯度要求各不相同．
纯化工艺的每一步均应测定纯度，计算提纯倍数收率等。纯化工艺过程中应尽量避免加人对人体有害的物质，若不得不加人，应设法除尽；并在最终产品中检测残留量，残留量应远远低于危害剂量，还要考虑到多次使用的积蓄作用。
附：基因工程α一型干扰素制备及质，控制要点
干扰素是一组多功能的细胞因子，分为干扰素α、干扰素β、和干扰素γ。干扰素α为多基因产物。分为许多亚型，都是由许多氨基酸残基组成的多肤。人干扰素γ是一种免疫干扰素，是由100多个氨基酸残基组成的多肽，天然产品是一种糖蛋白，两处有糖基化位点．
发酵后可用离心法或其他方法收集菌体，要求尽可能缩小操作的范围，凡接触过菌液的用具，如离心杯、转头和玻璃器皿等应浸泡新洁尔灭杀菌1h以上，才可清洗。离心后的废弃液经杀菌后才能倒人下水道。收获的菌种如在24h内破菌裂解，可放在4-80C,否则应冻存于_30'C以下的冰箱中，在一300C保存的菌体可使用6个月。将收获的菌体用适当的缓冲液做成所需浓度的均匀悬液，可用物理、化学或生物学方法进行裂解，裂解后的菌液，可用高速离心沉淀或其他适当方法分离，上清液即为粗制干扰素。不得用对人体有害的化学试剂裂解菌体，用加酶或其他蛋白裂解菌体时，应在半成品内证明此种蛋白的含量在允许的范围内，对制品安全及效果没有影响，并提供检测方法．
浓缩与纯化方法应能去除绝大部分非干扰素物质。一般要用不同原理多步骤的纯化方法，并使干扰素浓缩至一定程度，应详细说明浓缩纯化的全过程。在纯化过程中不得加人对人体有害的物质，加入的物质应能在以后的纯化过程中被去除或证明其浓度在允许的范围内，不得影响制品的安全与效果。如用异种抗体亲和层析纯化，应说明其来源及纯度，并提供此种抗体微量IgG的检测方法，在半成品检定中应测定IgG的含量，并确定允许浓度。制备注射用制品时浓缩纯化过程应特别注意去除热原质，并采取措施防止溶液、试剂和容器污染，而造成制品热原质增加。
浓缩纯化最后所得的纯化干扰素即为“半成品原液”，取样供作纯度检定后，立即加人人白蛋白，使其最终含量为2％，称为加“白蛋白半成品”，取样测定干扰素效价，保存在一300C,应尽量避免冻融，直到制剂配制时才取出融化、合并、离心、除菌过滤、制备成品，“加白蛋白半成品”在一300C下保存不得超过半年。
制剂配制：除菌过滤采用0.3μm薄膜，过滤后样品应做无菌试验，并取样测定干扰素效价，根据除菌样品的效价测定结果，将让述无菌试验合格的“加白蛋白半成品”用无菌的2 %白蛋白缓冲液稀释至所需浓度，不得加防腐剂，稀释后的“加白蛋白半成品”需做热原测定、效价测定和无菌试验。
冷冻干燥：冻干工艺应不损害干扰素的活性，并使冻干后制品的水分达到一定的标准。
基因工程干扰素分注射用和外用两种．其质量标准不同，应分别予以规定。每种制品又分为半成品和成品检定．

5. 什么是G+荷电纳滤技术它有哪些优势

G+荷电纳滤技术是GE纳滤净水器用的纳滤技术，有别于传统反渗透过滤技术以及超滤过滤技术，G+纳滤技术是新一代的纳滤膜分离技术，它是通过孔径与膜表面电荷效应进行双重过滤，不仅可有效去除水中细菌、病毒、微生物和重金属等有害物质，达到直饮级别同时，还能保留水中有益微量元素，所以出水等于就是矿物质水，所以装了GE纳滤净水器，家里就不用买矿泉水啦

6. 实验室废水怎么处理才能安全排放

实验室废水的处理需要考虑废水的成分和含有的污染物类型。以下是一些常见的处理方法：
1. 分离和调整pH：使用适当的分离技术（如沉降、过滤）将固体物质分离出废水，并调整pH值，以确保后续处理方法的有效性。

2. 生化处理：利用生物处理方法，如活性污泥法或生物膜反应器，通过生物菌群降解有机物质。这些方法可以有效去除有机物和部分无机物。

3. 化学处理：某些废水可能需要化学处理来去除特定物质，如重金属离子。常见的处理方法包括沉淀、吸附和氧化还原反应。

4. 高级氧化工艺：使用高级氧化剂（如臭氧、过氧化氢）进行处理，可以降解难以降解的有机物。

5. 膜分离技术：包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等膜分离技术，可用于去除悬浮物、细菌、病毒和溶解性溶质。

6. 离子交换：用于去除废水中的离子污染物，如硬度离子、重金属离子和放射性离子。

7. 紫外光消毒：使用紫外线照射可以有效地杀灭废水中的微生物，使其达到安全排放标准。

请注意，在实验室废水处理过程中，应严格遵守法规要求，并确保废水处理过程不会造成环境污染。