关于超滤离心管的孔径问题

⑴ 分子生物学中应该知道的那些事儿（二）

主要内容：

一、硅基质离心柱制备DNA和RNA的工作原理

1. 裂解

裂解方法可能会根据需要DNA或RNA而有所不同，但其共同点是含有高浓度离液盐的裂解缓冲液。

杂化使氢键不稳定，范德华力和疏水相互作用。蛋白质不稳定，包括核酸酶，核酸与水的结合被破坏，为核酸与硅机制结合创造条件。

离液盐包括盐酸胍、异硫氰酸胍、尿素和高氯酸锂。

除了离液盐，裂解缓冲液通常还含有洗涤剂，有助于蛋白质的溶解和裂解。

根据样品类型，也可以使用酶进行裂解。蛋白酶k就是其中之一，实际上蛋白酶k在裂解缓冲液中起着非常好的作用；蛋白酶k的作用就越好，蛋白质变性越完全。然而，溶菌酶在裂解缓冲液的变性条件下不起作用，因此，通常在加入变性盐之前进行溶菌酶处理。

对于质粒的制备，裂解方式与提取RNA或基因组DNA有很大不同，因为必须先从基因组DNA中分离出质粒。

如果加入离液盐，将立即释放胞内物质，并且无法从高分子量染色体中区分出小的环状质粒。

因此，在质粒制备中，直到裂解后，才加入离液盐，并用于结合硅基质。

2. 结合硅基质（Binding）

离液盐对裂解和硅基质的结合至关重要。

为了增强核酸与硅基质的结合，在结合阶段还加入了乙醇。通常是乙醇，但有时可能是异丙醇。

乙醇的浓度和体积对结合有很大影响，浓度或体积太多会带来大量降解的核酸和小片段，进而影响UV260的读数，使核酸浓度降低。浓度或体积太少，可能很难洗掉膜上的残留盐。

重要的一点是，乙醇会影响结合，并且添加的量对于任何试剂盒都是优化的。修改该步骤有助于获得核酸提取的效果，因此如果遇到问题并希望排除原因，则可以进一步评估该步骤。

另一种问题的诊断方法，保留离心后过柱滤液，并进行沉淀操作，看是否有核酸。如果在裂解过程中使用SDS的表面活性剂，试着用NaCl作为沉淀剂，以避免污染DNA或RNA。

3. 洗涤步骤

裂解液通过硅胶膜离心，现在DNA或RNA与柱结合，杂质，蛋白质和多糖则通过。

但是，膜仍然会被残留的蛋白质和盐弄脏。如果样本来自植物，膜上仍会残留多糖，可能还有一些色素，或者如果样本是血液，膜可能呈棕色或黄色。

清洗步骤有助于去除这些杂质。通常有两种清洗方式，但因样本类型而异。第一次洗涤通常会用少量的离液盐来去除蛋白质和有色污染物。然后用乙醇清洗以除去盐。如果样本本身没有太多蛋白质，如质粒准备或PCR产物纯化，那么只需要乙醇清洗即可。

4. 离心柱的干燥

乙醇洗涤后，大多数操作步骤都有离心来干燥离心柱。这是为了去除乙醇，是清洁洗脱的必要步骤。当10mM Tris缓冲液或水填充到膜上进行洗脱时，核酸会水合并从膜上释放。如果柱上还有乙醇，那么核酸就不能完全再水化。

跳过干燥步骤会导致乙醇污染和核酸产量降低。

这个问题的主要迹象是当试图把样品加载到琼脂糖凝胶上时，即使在存在染料的情况下，DNA不会下沉，而是漂浮在缓冲液中。乙醇污染的另一个迹象是，如果你把样品放在-20摄氏度，它不会结冰。

5. 洗脱

最后一步是从硅基质中释放出纯DNA或RNA。对于DNA的处理，通常使用pH值在8-9之间的10 mM Tris。DNA在稍微碱性的pH下更稳定，在缓冲液中溶解更快。即使是DNA颗粒也是如此。水往往趋向于低pH值，低至4-5，在短时间内洗脱时，高分子量DNA可能不完全水化。通过让缓冲液在离心前在膜中停留几分钟，可以最大限度地洗脱DNA。

另一方面，RNA在弱酸性pH值下稳定，因此水是首选洗脱液。RNA很容易溶于水。

6. 离心柱操作时容易出问题的事儿

核酸回收率低：因素有很多，通常是裂解问题，或者是过柱结合时条件出现了问题。

确保使用新鲜的优质乙醇（100%）稀释缓冲液或添加到过柱结合步骤。

质量差的乙醇或者长期储存的乙醇可能吸水，导致乙醇浓度发生变化，如果洗脱缓冲液的配置出现问题，DNA或RNA就会被清洗时流失。

低纯度：如果样品被蛋白质污染（低260/280），那么可能是因为样品太多，蛋白质没有完全去除或溶解。如果样品的260/230比率很低，则问题通常是来自结合缓冲液或洗涤缓冲液中的盐。确保使用最高质量的乙醇来制备洗涤缓冲液，如果问题仍然存在，则提取是增加洗涤次数。

与其他样品相比，一些样品含有更多的抑制剂。环境样品特别容易出现纯度问题，因为在提取过程中腐殖物质会被溶解。腐殖质类似于DNA，很难从硅胶柱中除去。对于这种类型的样品，在过柱步骤之前需要使用去除蛋白质和腐殖质的专门技术。

降解： 主要是RNA，降解是由于样品储存不当或者裂解效率过低造成的，不过前提是用不含RNase的水洗脱，对于DNA预处理来说，降解并不是一个大问题，因为对于PCR来说，DNA有降解，扩增依旧可以良好进行。但如果不希望DNA剪切过于严重，那么不要使用太强的裂解方法。  PCR纯化注意事项： PCR纯化是所有硅基质离心柱技术中最简单的，因为它只需要添加高浓度的结合盐（通常在每个PCR反应体系中添加3-5倍体积）并离心柱体。因此，当PCR纯化试剂盒操作失败时，可能会特别令人沮丧。所以纯化前，最好在凝胶上检测一下扩增结果。

PCR反应体系中太多物质可在UV260处有吸收峰： 核苷酸、洗涤剂、盐和引物。PCR纯化试剂盒操作失败多数是因为没有获得扩增产物。

如果确定反应体系中，有PCR产物且浓度不低，可以保留过柱后的液体，如果DNA没有发生结合，还可以进行挽救，重新进行纯化。

二、DNA连接酶工作原理

DNA连接酶（EC 6.5.1.1）以共价方式将DNA的磷酸骨架与平末端或配对的粘性末端连接起来，其作用是修复DNA分子中断裂的双链。

在分子生物学中，它通常用于将限制性内切酶产生的DNA片段插入载体。商业连接酶提供含有ATP和Mg2+的反应缓冲液，这两种物质对连接酶活性都是必不可少的。

由于反复的冻融可能会破坏ATP，所以最好将溶液进行分装。

链接反应本身有两个基本步骤。首先，DNA末端必须偶然碰撞，并保持在一起足够长的时间，以便连接酶连接它们。

低温反应更容易。所有的分子在更高的温度下移动得更快，如果它们在低温下轻轻地漂浮在溶液中，而不是像在更高的温度下那样呼啸而过，那么两个DNA末端碰撞并保持在一起会更容易。对于粘性末端，较低的温度稳定了互补核苷酸之间的氢键，有助于保持性对位置。

第二步是酶促反应：DNA连接酶通过两步催化3′-OH与5′-磷酸基团连接。首先，与酶活性部位的赖氨酸残基相连的AMP核苷酸被转移到5′-磷酸。然后磷酸腺苷键被3′-OH攻击，形成共价键并释放腺苷酸。为了让酶进行进一步的反应，酶活性部位的AMP必须由ATP补充。

DNA连接酶在25℃时具有最佳活性，因此连接反应在使DNA末端连接在一起的最佳温度（1℃）和酶反应（25℃）之间的权衡温度下进行。通常在16℃下1小时是可以的，但是由于将DNA末端连接在一起是反应中最不有效的部分，因此通过将温度降低到4℃来促进这一点可以提供更高的效率。 然而，酶在这个温度下工作非常缓慢，因此需要很长的（如过夜）反应时间。

三、比色分析的工作原理

1.对硝基苯基磷酸酯—分析机制

对硝基苯磷酸酯（pNPP）作为一种合成底物广泛应用于各种磷酸酶的催化活性测定。pNPP的磷酸基团被酶裂解生成对硝基苯酚，由于对硝基苯酚在水中电子激发的最大波长为318nm，因此对硝基苯酚也是无色的。然而，在碱性条件下，对硝基苯酚转化为对硝基苯酚阴离子，导致向400nm左右的深色偏移（根据溶液条件将化合物的吸收峰改变为较长波长）。这是电磁光谱的蓝色边缘，但是由于我们看到反射光的颜色（与吸收光相反），溶液看起来是黄色的。

要记住的事情：

铬酸盐转移是分析的关键因素。

举例来说，如果酶的活性要求在酸性范围内有一个最佳的pH值，那么酸性磷酸酶的情况正好如此。

在这种情况下，为了获得所需的黄色，必须在终点添加强碱（例如氢氧化钠或氢氧化钾）。

2.孔雀绿—分析机制

对硝基苯磷酸测定是很好的，但是如果你最喜欢的磷酸酶不能有效地代谢pNPP呢？另一种市面上可买到的磷酸酶测定法是孔雀绿测定法。这种简单的测定方法是基于孔雀绿、钼酸铵和游离正磷酸盐（又称无机磷酸盐，pi）在酸性条件下形成的络合物。

正磷酸盐被磷酸酶分解后从磷酸化底物中释放出来，在硫酸溶液中与钼酸铵形成络合物。孔雀绿磷钼酸盐络合物的形成，在620-650nm处测量，与游离正磷酸盐浓度直接相关。因此，有可能量化蛋白质磷酸酶底物的磷酸化和磷酸释放。

要记住的事情：

这种方法仅测量无机游离磷酸盐；在测量之前，必须首先水解和中和有机磷酸盐（脂质结合或蛋白质结合磷酸盐）。了解不同种类的有机磷酸盐及其各自不同的水解自由能有助于优化分析条件。高能有机磷酸酯（缩醛磷酸酯、酸酐等）具有不耐酸的磷酸基团，可在低pH下孵育释放到溶液中。另一方面，低能有机磷酸盐（磷酸酯）在酸性溶液中稳定，需要更苛刻的条件（如热分解）才能用这种方法检测。

在大量孔雀绿存在下，3:1离子缔合物[(MG+)3(PMo12O40 3-)]容易在酸性水溶液中形成和沉淀。为了稳定水溶液中的1:1离子缔合物，在溶液中加入聚乙烯醇。

在分析过程中要考虑的另一件事是任何可能干扰分析的氧化还原反应的可能性。钼是一种过渡金属，因此存在于多种氧化状态。在钼酸盐阴离子中，它具有+6的氧化状态。通过有机化合物，如抗坏血酸和还原糖（即葡萄糖）或无机化合物（如SnCl2）还原酸化的Mo（VI）溶液，生成颜色为蓝色的Mo（IV）物质。

四、实验室级用水是如何纯化的？

1.蒸馏：像山丘一样古老的技术（或者至少像隐藏在山丘里的静物一样）。水被加热到沸点，然后冷凝成液体。这样可以除去许多杂质，但沸点等于或小于水的杂质也会被带入蒸馏液中。

2.微滤：在这项技术中，利用压力迫使水通过孔径为1至0.1微米的过滤器，以去除颗粒物。直径小于0.2微米的过滤器可去除细菌，即所谓的冷杀菌。

3. 超滤，使用更小的孔径（小于0.003微米）。这些基本上都是分子筛，用来去除直径大于孔径的分子。它可以用来清除病毒、内毒素、核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶。

4.反渗透。反渗透过滤器的孔径小于0.001微米，这使得它们能够根据直径筛选离子。这是用来脱盐的水。

5.通过活性炭床过滤，有助于去除吸附在炭表面的氯离子和有机化合物等物质。

6.紫外线辐射。紫外线是一种很明显的去除水中微生物的方法。它还可以通过将某些有机化合物分解成危害较小的产物用来净化水。

7. 去离子/离子交换。将水通过含有阳离子和阴离子树脂混合物的树脂床来去除水中的离子。水中的正离子被阴离子树脂颗粒所吸引，而负离子被阳离子树脂所吸引。其结果是从树脂床的另一端流出去离子水。

销售纯水水或净水系统通常将使用这些技术的组合。水的纯度越高，使用的技术就越多。

五、为什么酶有最适温度

每个生物学家都熟悉酶反应速率与温度的关系，如图所示。

我们知道来自大肠杆菌或温血动物的酶在37℃左右有一个最佳温度，而来自热排气细菌的酶有更高的最佳温度。

为什么酶有一个最佳温度分布？化学家有一个经验法则，温度升高10℃会使反应速度加倍。这个规则是从Arrhenius方程推导出来的。

基本上，随着温度的升高，反应物的动能也随之增加。这种动能的增加意味着反应物更容易与足够的能量发生碰撞，从而使反应发生，因此温度越高，反应速率越高。

温度上升：反应速率曲线的第一部分，其中速率随着温度的升高而增加，遵循Arrhenius方程。如果这种酶即使在高温下也完全稳定，反应速度也会随着温度的升高而继续增加，直到发生其他事情，比如其中一种反应物变得受限。

平衡：反应速率开始趋于平稳，这是由于温度接近该酶变性温度（因此失去活性）。

温度下降：在更高的温度下，酶完全变性，失活。

变性发生的温度取决于酶的结构，而这又与酶的进化起源有关。大肠杆菌的酶已经进化到可以应对37℃左右的温度，而来自热喷口细菌的酶则被迫进化到可以在更高温度下保持稳定的程度。

因此，酶的最佳温度是基于Arrhenius模式对温度的依赖性（反应越热，反应速度越快）和酶接近变性温度时的不稳定性之间的权衡。

⑵ 超滤技术在工业废水处理中的应用

超滤技术在工业废水处理中的应用
简介：超滤是迅速崛起的一门分离技术，它在环境保护的水处理中有着广泛的应用。文章简要介绍了超滤技术的发展现状，并对超滤分离法在电泳漆、化学纤维、纺织、造纸、印钞、酿造、制革、石油和食品工业废水处理中的应用进行了综述。
早在1861年Schmidt用牛心包膜截留阿拉伯胶，可作为世界上第一次超滤试验，到1960年，在Loeb和Sourirajan试验成功不对称反渗透醋酸纤维素膜的影响下，1963年Michaels开发了不同孔径的不对称CA超滤膜。基于CA膜物化性质的限制，1965年开始，不断有新品种的高聚物超滤膜问世，并很快商品化，1965-1975年是超滤工艺大发展的阶段，膜材料从初期的不对称CA膜扩大到现在的聚砜(PSF)、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）以及各种高分子合金膜等，膜组件有板式、卷式和中空纤维等，在不同的生产过程中都已成功的应用[1]。目前所用超滤膜较多由高分子材料制成，随着工业上超滤技术的应用和发展，以金属、陶瓷、多孔硅铝等材料制成的无机膜，在20世纪80年代初期至90年代获得了重要发展。如1980-1985年期间，美国UCC公司开发的载体为多孔炭、外涂一层陶瓷氧化锆的无机膜可用作超滤膜管，美国Alcoa/SCT公司开发的商品名为Membralox的陶瓷膜管，能承受反冲，可采用错流（CrossFlow）操作[2]。用无机膜进行超滤，比常规的分离技术更加经济有效。目前工业所用的无机膜几乎全部是多孔陶瓷膜或以多孔陶瓷为支撑体的复合膜。随着粉末技术的发展，很多优质价廉的烧结金属微孔管投入市场，它具有易于和金属构件组合、加工等优点。近年来，国外还有人烧结不锈钢微孔管内壁烧结孔径为0.1纳米的TiO2薄层，构成Scepter不锈钢膜[3]。
近30年是超滤技术迅速发展的时期，超滤技术被广泛地应用于饮用水制备、食品工业、制药工业、工业废水处理、金属加工涂料、生物产品加工、石油加工等。
1 工业废水处理中的应用
目前膜法水处理技术在环境过程中的应用，主要是超滤、反渗透、渗析和电渗析等方法用于处理各工业废水。超滤技术因其操作压力低、能耗低、通量大、分离效率高，可以回收和回用有用物质和水，特别是通量大的特点，使得超滤成为废水处理工程采用的主要膜分离技术。
1.1 电泳漆废水
国外超滤技术的较大规模应用开始于70年代，当时就是主要用于电泳涂漆工业。废水中的漆料是使用漆料总量的10%~50%，采用超滤技术处理电泳漆废水不仅可以减少漆的损失和回用废水，而且可以使有害无机盐透过超滤膜从而提高了电泳漆的比电阻，调节和控制、漆液的组成，保证电泳涂漆的正常运行。70 年代初期主要用CA膜管式超滤器处理阳极电泳漆废水，70年代后期，改用框式、卷式、中空纤维式超滤器处理阴极电泳漆废水。国内一些汽车厂、电泳漆行业也采用超滤技术，如长春汽车轿车厂从Aomicon公司引进中空纤维式阴极电泳漆专用超滤器，由30根直径7.62cm的膜组件并联而成，总膜面积约75 cm2，处理能力为1.5 t/h，装有循环液定时自动换向系统，以减少膜污染，延长膜清洗周期。北京某汽车厂原排放电泳漆废水量为200 m3/d，工件带出漆液量19.13 L/h，经用超滤法处理后,保证了电泳槽漆液的电阻率大于500 Ω/cm，维持了电泳漆的固体含量稳定，对电泳漆的截留率为97%~98%，排水量降到5 m3/d，节省了大量补充的去离子水[4]。中国科学院生态环境研究中心研制出荷正离子的中空纤维膜组件，对比实验表明结果良好，与进口膜性能相近，可以用于生产。无锡超滤设备厂对有关的超滤膜进行开发，以共聚丙烯腈为膜材料，二甲基乙酰胺为溶剂，添加适量致孔剂制取的荷正电荷超滤膜透液量大，性能稳定，油漆截留率高，抗污染性能好，也已用于生产。我国许多厂家引进国外超滤装置,所以用性能优良的国产荷电超滤膜装置取代进口装置成为现在的新目标。
1.2 化纤、纺织工业废水
化纤工业中有多种废水可用超滤法处理与回收。如回收聚乙烯醇（PVA），国外不少工厂已用于生产。日本某工厂采用8 cm2的管式超滤器将PVA原液由0.1%浓缩到10~15倍，进口压力为3.92×105 Pa，出口压力为1.96×105 Pa，进料温度55~66℃，膜的水通量为100~140 L/ (cm2·h)，对PVA的分离率为98.2%，每天回收PVA 20 kg,运行良好[5]。
染料废水种类繁多，组成复杂，主要包括含盐、有机物的有色废水；氯化及溴化废水；含有微酸和微碱的有机废水；含有铜、铅、铬、锰、汞等阳离子的有色废水；含硫的有机物废水。废水量大，浓度高，色度高，毒性大，是治理难度最大的工业废水之一。上海印染厂最早采用醋酸纤维外压管式超滤装置处理还原染料废水并回收染料获得成功，中科院环境化学所也完成了用聚砜超滤膜管式和中空纤维式装置处理染料废水的现场实验，脱色率为95%~98%，COD去除率60%~90%，浓缩液含染料15~20 g/L，并被印染厂引用于生产[6]。
洗毛废水是纺织工业污染最严重的废水之一，洗毛废水中含有大量的悬浮物、油脂和合成洗涤剂，其中主要污染物是羊毛脂。羊毛脂是日用化工、医药工业的原料，也是很好的防腐剂和润滑剂，具有较高的经济价值。传统回收羊毛脂的方法回收率较低，而采用超滤技术处理洗毛废水取得了好的效果。国内的许多毛纺厂和洗毛厂采用超滤法处理洗毛废水工艺，该工艺包括预处理、超滤浓缩、离心分离和水回用四个系统，比传统的离心工艺羊毛脂回收率提高1~2倍。具体操作工艺条件为[7]：料液温度50 ℃，操作压力0.12~0.35 MPa，膜表面流速3 m/s，膜平均水通量40 L/(cm2·h)，浓缩倍数为3~6倍，结果油脂截留率为98%~99%，COD截留率为90%~98%。
1.3 造纸工业废水
造纸工业耗水量极大，造纸废水主要来源于去皮、浆化、洗净、漂白、抄纸等工序。用超滤技术处理造纸废水既可以对废水中某些有用成分进行浓缩回收，又可将透过水回用。开山屯化纤浆厂是国内制浆造纸行业中第一家引进了具有国际80年代先进水平的大型超滤设备，并成功地用于亚硫酸盐制浆废液的处理，在此基础上又用自制聚砜膜代替进口膜而取得成功，实验证明达到了DDS公司生产的FSN61PP超滤膜的水平。工艺为：将废液预热升温到50~70℃，打开进料阀，废液经过过滤器进入储罐内，超滤始终控制入口压力0.6 MPa，出口压力0.3 MPa，膜的工作温度60~65 ℃，膜工作面积2.25 cm2。结果成品的木质素磺酸浓度大于95%，还原物去除率大于85%，固形物的率大于30%，达到了对废液中高分子木质素磺酸的有效分离、纯化以及浓缩的目的。日本于1981年采用NTU-3508超滤组件建成了日处理4000 m3的管式膜装置，是世界上最大规模的装置。我国目前已具备生产此类超滤和反渗透膜组件的能力，并迅速推广[8]。
1.4 印钞废水
我国印钞业擦板废液的处理一直是困扰印钞行业的老大难问题。中科院上海原子核研究所与上海印钞厂、南昌印钞厂、西安印钞厂等合作，从1993年开始进行了用板式超滤器处理擦板废液的工作，并对原有的HPL-Ⅱ（A）型超滤器进行了改进，研制成功适用于处理印钞擦板废液的HPL-Ⅱ（B）型板式超滤器。经超滤处理后，透过膜的清液不含油墨，碱的含量不变，对COD的去除率为99%以上，对固含量为3%的擦板废液可浓缩至12%，废液的回收率为75%，且比采用中和法处理废液省力省大量资金。
1.5 酿造工业废水
味精废液是含大量菌体等有机物、氯化物的粘性液体，COD高达70 000 mg/L，废液的排放对环境造成严重的污染，同时废液中还含有一些价值很高的代谢副产物。味精厂用CA、PS、PVC等超滤膜对味精废液进行处理，其操作条件为：操作压力0.25MPa，操作温度25℃，超滤浓缩倍数5~6倍，处理结果表明：透过液清澈透明，菌体去除率达98%以上。透过液经管道输入酱油厂用来生产味精酱油；对浓缩液进行超滤可得到含蛋白质和脂肪及核酸的价值很高的代谢副产物；超滤谷氨酸发酵液，透过液清澈透明，用来提取谷氨酸可提高纯度和提取率[9]。
1.6含油废水的处理
乳化油废水是一种常见的工业废水，超滤法处理乳化油废水应用已有20多年。在1979年，西德已有超过250个超滤设备被用于浓缩乳化油，所用膜组件为管式、卷式和板式，1989年膜生产单位提高为能处理乳化油废水的系列膜设备。采用荷电中空纤维膜处理含有氢氧化钠、磷酸盐、碳酸钠、硼酸钠、亚硝酸钠和非离子或阴离子表面活性剂的乳化油废水时，在温度50℃，进口压力0.12 MPa，出口压力0.10 MPa时，透过液通量达25~33 L/(cm2·h)，透过液含油量仅十几mg/L。对于含有氢氧化钠、盐等水溶液和部分表面活性剂的透过液稍加调整即可回用脱脂。浓缩液进入油-水分离器，分离出来的油品可回收形成无排放体系。目前，上海宝钢采用Abcor公司管状膜的大型超滤设备来处理乳化油废水。中科院上海原子核研究所选用PSF100型超滤膜采用3块HPM型隔板并联成板式超滤器，在料液流速1.6 m/s，平均压力0.3 MPa，自然升温等运行条件下，先后进行2次连续浓缩运行，结果表明：油分截留率大于99%，COD的去除率达到95%，体积浓缩比高，超滤平均通量为30 L/(cm2·h)，处理乳化油废液效果很好[10]。
含原油废水中含油量通常为100~1000 mg/L，超过国家排放标准（10 mg/L），故排放前必须进行除油处理。可采用中空纤维超滤膜组件和超滤设备，在操作压力为0.10 MPa，废水温度40℃，膜的透水速度可达60~120 L/(cm2·h)，可以把含原油100~1000 mg/L的废水处理达到环境排放标准10 mg/L以下，也使处理后的水质达到了低渗透油田的注水标准[11]。
金属加工过程中产生大量的含有切削油、悬浮物和洗涤剂的废水，必须进行处理才能排放。超滤处理可把废水分离成两部分：浓缩液中含有油和悬浮颗粒，透过液中几乎不含油。用超滤与微滤联合进行处理，先用微滤把油浓缩至10%，其中微滤膜的透水能力为250 L/(cm2·h)，在进行超滤处理，可回收85%的清洗剂。用超滤处理钢厂冷压车间的压延油废水时，先用80目筛网过滤后，含油废水进入循环槽，再经60目筛网过滤后进入超滤膜，超滤浓缩液进入油-水分离器，分离出的油含油量大于90%，可进行燃烧处理，分离出的水返回循环槽进行超滤处理。超滤透过液可循环使用，超滤过程中的透水量和透过液的油分浓度都很稳定，不受供给水中油分浓度的影响。
处理石油开采产生的含油废水，可在油田用膜分离器中进行超滤与反渗透（或纳滤）的组合操作。先使分离出的水进入中空纤维超滤膜，透过液再进入反渗透膜（或纳滤膜），不但去除了悬浮物，还去除了溶解盐和溶解油，以满足特殊水质的要求。
用超滤处理各种乳化油废水的开发还在进行,分离效率已基本解决,而要攻克的难关是膜的污染与清洗问题[12]。
1.7 制革工业废水
制革工业脱毛用的原料主要是Na2S和石灰，其废水产生量约占皮革污水总量的10%，且毒性大，硫化物含量达2 000~4 000 mg/L，悬浮物和浊度值都很大，是皮革工业中污染最为严重的废水。在对废水进行处理时，用超滤法分离其中蛋白质，采用磺化聚砜类膜进行超滤，把浸灰废液的浓度提高5~10倍，膜不会出现堵塞现象，其处理效果优于一般净化技术。
超滤可回收40%的Na2S、20%的石灰和68%~70%的液体，回收大量的蛋白质，据估算，每吨盐腌皮可获得30~40 kg的角蛋白，因而具有较好的经济效益[13]。
1.8食品工业废水
生产大豆分离蛋白质会产生大量的高浓度有机废水，用超滤法处理起废水，既可回收经济价值很高的可溶性蛋白和低聚糖，又解决了环保问题，并且与传统的处理方法相比，运行费用低，产出效益高，回收产品质量稳定，操作简便。
马铃薯生产淀粉的废液有机物含量高，COD通常在10 000 mg/L左右，国外应用超滤技术去除马铃薯淀粉排放废水中的COD并浓缩回收可溶性蛋白质，国内也用膜装置为聚砜（PS）和聚丙烯腈（PAN）中空纤维超滤膜组件进行实验，工艺条件为：操作压力0.10 MPa，进料流量70 L/h，室温，超滤前调整料液pH 3.5左右（接近蛋白质等电点，截留率高）。实验结果表明超滤效果较好，废水的COD值由8 175 mg/L降为3 610mg/L，COD去除率为55.8%。膜污染后用40 ℃、0.1 mol/L的NaOH溶液来清洗，恢复率在90%左右[14]。

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⑶ 求助：第一次使用超滤离心管应该怎么处理

可能不同厂家的产品保存运输条件不一样。
如果有甘油等保护剂，那就一定要洗干净再加样品。版权
干的超滤管也要先润湿再用，否则可能不能完全利用膜面积。
最好，用样品buffer润洗下再加样，最大程度保证蛋白活性。尤其是用过后保存在NaOH或乙醇中后。
一般还是离心机甩一下好，使膜充分浸润。

降低吸附的办法有：
1，蛋白浓度不要过低
2，尽量选用纤维素的低吸附超滤管
3，用前可以用Tween 80等去垢剂润洗（不影响蛋白活性的前提下）
4，加入保护蛋白，如BSA(不影响蛋白后续使用的前提下)

用完保存在20% EtOH中，4C保存，防止长菌，依不同样品可以重复使用不同的次数。

⑷ 超滤离心管可以放在4度冰箱保存么

3KD指的是截留分子量
截留分子量（MWCO:molecular weight cutoff）是使用分子量大小表示的超滤膜的截留性能，又称作切割分子量。
由于直接测定超滤膜的孔径相当困难，所以使用已知分子量的球状物质进行测定。如膜对被截留物质的截留率大于90%时，就用被截留物质的分子量表示膜的截留性能，称为膜的截留分子量。实际上，所使用的物质并非绝对的球形，由于试验条件的限制，所测定的截留率也有一定的误差，所以截留分子量不能绝对表示膜的分离性能。也就是说3KD分子量的产品有可能透过膜也有可能被膜拦截，一般来说希望3KD的产品全部透过，需要选择截留分子量更大的膜，比如5KD

⑸ 关于粗/细离心管的离心效果的疑问

分子作用（粘滞作用）导致的
类似于毛细现象——毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外；毛细管插入不浸润液体中，管内液体下降，低于管外的现象。
管越细，毛细现象越明显，分子力的作用效果越明显。
同理，离心管越细，分子力作用效果（粘滞作用）越显著，相对而言，样品较容易离心。

⑹ 【求助】超滤离心是怎么回事

超滤离心机是使用带超滤膜的离心管，这个膜有分子量的区别，可以截留大于回膜孔径的答分子，一般的离心机就可以了，还要选好你的离心管体积，这样才能和你离心机配套使用 情非所属(站内联系TA)一般一百左右一根，特殊的可能更贵，有50ml，10ml，一般的离心机都可以，只要管子能套上，同一种物质在膜完好不堵塞的情况下可以重复下，但是不能太多次数，两三次就好了！

⑺ 超滤离心管怎么使用

蛋白浓缩和换Buffer通常使用的超滤管，常用Millipore的Amicon-Ultra-15超滤管（MWCO10kD）。也有其它型号的、不同体积大小和MWCO超滤管可选，视目的蛋白的分子量与浓缩前体积、浓缩目标体积而定。可重复使用。
1、选择合适的超滤管，主要考虑MWCO和浓缩体积，通常应截留分子量不应大于目的蛋白分子量的1/3，比如目的蛋白分子量为35kDa，就可以选择10kDa截留分子量的超滤管。若目的蛋白分子量为10kD左右，则可以用截留分子量3kD的超滤管。
2、新买来的超滤是干燥的，使用前加入MilliQ水，水量完全过膜，冰浴或冰箱里预冷几分钟。然后将水倒出，即可加入蛋白液，加入的多少，以不超过管顶的白线为准。操作要轻，加入蛋白液前，超滤管需要插在冰上预冷。
3、平衡。质量和重心二者都要达到平衡。注意转速和加速度不可太快，否则直接损坏超滤膜。开始离心超滤（离心机预冷至4度）。膜与转轴的方向根据说明书调整（角转离心机的情况是膜与轴垂直）。在实际使用中，一般转速开的比说明书里的要低，这样可以延长离心管的使用寿命。
4、当浓缩到剩下1ml时，【取50ul国产Bradford溶液，加入10ul流穿，看有没变蓝色，以此判断超滤管是否漏掉蛋白。如果管漏了，将上层和流穿重新倒入新管中开始超滤。要精确判断是否漏管，用5mg/ml的BSA离心10min，再取流穿，跑蛋白胶或Bradford粗测】，继续加入剩下的蛋白液浓缩（在冰上操作，防止蛋白受热），直到所有浓缩液都加完为止。离心过程中注意是否发生蛋白沉淀，导致堵管。若发生沉淀，要确定沉淀的具体原因，是蛋白浓度过高还是Buffer不合适；前者可用多根超滤管同时超滤，降低浓度的办法解决，后者的方法是换不同的Buffer，直到蛋白不发生沉淀为止。
5、前面几步用以浓缩蛋白，如果要换Buffer，在总蛋白液浓缩至1ml左右的时候，轻轻加入新的Buffer（经0.22um超滤膜超滤），再浓缩至1ml左右，连续三次，最后一次的浓缩终体积根据需要的蛋白浓度而定，一般不多于500ul，也有浓缩至200ul以内的情况。按照每次至少10倍左右的体积浓缩算，三次达到1000倍以上，基本上可以达到换buffer的目的。
6、取出最终蛋白浓缩液的操作在冰上操作，用黄枪头（200ul）取，轻轻顺着边缘插入枪头，轻轻吹打、混匀蛋白液，注意不要碰到超滤膜，然后吸取浓缩液，每次吸接近200ul，直到吸完。管底剩下的最后一点浓缩液不必吸取，否则难度太大，有可能损坏超滤膜。最后加入MilliQ水到超滤管中，没过超滤膜，防止膜失水变干。
7、以下是处理超滤管，重复利用超滤管的步骤。
8、倒出超滤管里的水，用milliQ水轻轻润洗几次，【若管底有可见的蛋白沉淀，可以先加入水，然后用枪头吹打，注意不要碰到膜，吹打至沉淀悬起，然后倒掉，不可用自来水猛冲】然后加入0.2M的NaOH溶液，室温放置20min，期间平衡超滤管。再离心10min。倒出残留的NaOH溶液，将管芯浸入MilliQ水的烧杯(1或2L)中,放置几个小时,再换新的水,放置几个小时，不断稀释NaOH浓度。50ml管和盖子用自来水洗，内壁再用MilliQ水洗干净。
9、取出浸没的管芯，加至接近满的MilliQ水，50ml管也加满MilliQ水，将管芯慢慢放入50ml
离心管，排出部分水，然后盖上盖子，放4度保存，直到下次使用。一般来说，按照上述步骤和注意事项，每根管用三四年不会坏。

⑻ 超滤系统工艺流程图

超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在20-1000A°之间。中空纤维超滤器(膜)具有单位容器内充填密度高，占地面积小等优点。以下是我为大家整理的关于超滤系统工艺流程图，给大家作为参考，欢迎阅读!

超滤系统工艺流程图

超滤系统的应用

超滤膜的最小截留分子量为500道尔顿，在生物制药中可用来分离蛋白质、酶、核酸、多糖、多肽、抗生素、病毒等。超滤的优点是没有相转移，无需添加任何强烈化学物质，可以在低温下操作，过滤速率较快，便于做无菌处理等。所有这些都能使分离操作简化，避免了生物活性物质的活力损失和变性。

由于超滤技术有以上诸多优点，故常被用作：

(1)大分子物质的脱盐和浓缩，以及大分子物质溶剂系统的交换平衡。

(2)大分子物质的分级分离。

(3)生化制剂或其他制剂的去热原处理。

超滤技术已成为制药工业、食品工业、电子工业以及环境保护诸领域中不可缺少的有力工具[2] 。

滤膜

超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格，可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同性的均匀膜，即常用的微孔薄膜，其孔径通常是0.05mm 和0.025mm。近几年来生产了一些各向异性的不对称超滤膜，其中一种各向异性扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔"皮肤层"(厚约0.1mm～1.0mm)，和一层相对厚得多的(约1mm)更易通渗的、作为支撑用的"海绵层"组成。皮肤层决定了膜的选择性，而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄，因此高效、通透性好、流量大，且不易被溶质阻塞而导致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纤维或硝酸纤维或此二者的混合物制成。近来为适应制药和食品工业上灭菌的需要，发展了非纤维型的各向膜，例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。这种膜在pH 1～14都是稳定的，且能在90℃下正常工作。超滤膜通常是比较稳定的，若使用恰当，能连续用1～2年。暂时不用，可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaN3中保存。超滤膜的基本性能指标主要有：水通量[cm3/(cm2?h)];截留率(以百分率%表示);化学物理稳定性(包括机械强度)等。

装置

超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。由于超滤法处理的液体多数是含有水溶性生物大分子、有机胶体、多糖及微生物等。这些物质极易粘附和沉积于膜表面上，造成严重的浓差极化和堵塞，这是超滤法最关键的问题，要克服浓差极化，通常可加大液体流量，加强湍流和加强搅拌。

废水处理

在生物制品中应用超滤法有很高的经济效益，例如供静脉注射的25%人胎盘血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸铵盐析法、透析脱盐、真空浓缩等工艺制备的，该工艺流程硫酸铵耗量大，能源消耗多，操作时间长，透析过程易产生污染。改用超滤工艺后，平均回收率可达97.18%;吸附损失为1.69%;透过损失为1.23%;截留率为98.77%。大幅度提高了白蛋白的产量和质量，每年可节省硫酸铵6.2吨，自来水16000吨。目前国外生产超滤膜和超滤装置最有名的厂家是美国的Milipore公司和德国的Sartorius公司。国内的知名厂家有立升。

超滤在废水处理中的应用

(1)还原性染料废水处理;

(2)电泳涂漆废水处理;

(3)含乳化油废水处理;

(4)生活污水处理

净水器

一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。采用超滤膜以压力差为推动力的膜过

滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大。以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的额定孔径范围作为区分标准时，则微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02～10μm;超滤膜(UF)为0.001～0.02μm;逆渗透膜(RO)为0.0001～0.001μm。由此可知，超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。超滤膜的制膜技术，即获得预期尺寸和窄分布微孔的技术是极其重要的。孔的控制因素较多，如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条件等不同可得到不同孔径及孔径分布的超滤膜。超滤膜一般为高分子分离膜，用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜等形式，广泛用于如医药工业、食品工业、环境工程等。我们都知道筛子是用来筛东西的，它能将细小物体放行，而将个头较大的截留下来。可是，您听说过能筛分子的筛子吗?超膜--这种超级筛子能将尺寸不等的分子筛分开来!那么，到底什么是超滤膜呢? 超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米，也就是说只有一根头发丝的1‰!在膜的一侧施以适当压力，就能筛出大于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的，没有皮层，所有方向上的孔隙都是一样的，属于深层过滤;后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层，表层厚度为0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底层厚度为200～250微米，属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

超滤厨饮用两用机：①PP棉滤芯、②活性碳、③纳米膜表超滤膜滤芯、④复合滤芯，五级过滤设备多加了一个后置活性炭，六级的多加了一个矿化滤芯就成立市场上见到的直饮水机。更多级的就加更多针对性的滤芯。

配套设备

(1)增压泵超滤膜以力差为推动力进行过滤，当原水的水压不能满足过滤需求时，系统需要增加泵加压，以实现超滤膜分离作用，由于超滤膜的工作压力较低，一般小于O·7MPa，故在系统设计时，一般选用离心泵，选择离心泵的主要依据是扬程、流量、泵体材质，其次是泵的体积大小、外观造型和价格等。

①扬程和流量的选择根据超滤系统设计中所需要的进水工作压力，跨膜压差和通水流量，来选择泵的扬程和流量。一般选择水泵的扬程和流量应当等于或略大于设计供水量和工作压力，以满足超滤系统的正常运行。

②泵体材质的选择根据原水水质的情况来选择合适的泵体材质以减少投资成本，其材质不能与原水中的成分产生任何反应，也不能有溶解现象。当原水的pH值为6.5～8.5时可选用铸铁泵体;当原水为海水时，应选耐海水腐蚀的塑料泵体;医药和食品工业水处理却一般选择使用不锈钢泵体。

化学清洗泵一般选择耐化学药剂的泵体。

(2)减压阀 当原水水压大于系统设计水压时，要对原水进行减压。一般采用可减静压的减压阀来实现，减压阀减压的精度视超滤系统而定。另根据原水的水质选择适合材质的减压阀，一般可选的材质为铜、不锈钢、铁、塑胶。

(3)物理清洗和化学清洗系统 清洗系统主要由配药箱、净水箱、循环泵组成，采用气水混合清洗的还包括空压机，一般物理清洗分为等压冲洗和反冲洗。等压冲洗时是关闭产水阀，全开浓水阀，使原水以快于正常工作状态时的流速冲刷膜表面，去除污垢。反冲洗是关闭原水阀采用循环泵，将净水箱中的水从产水口打入膜组件。使净水按正常过滤的反方向透过膜，冲刷掉膜表面的污染物，并使其从浓水口排出，反冲洗后，马上进行等压冲洗。能更有效地将被截留的污染物排出，为了加强清洗效果，顺冲时，可采用气水混合液进行冲洗。

化学清洗系统是用循环泵将配药箱内的清洗液送入超滤系统，进行循环清洗和浸泡，靠化学药品的作用去除膜表面的污垢，以恢复膜的产水能力，维持设计流量要求。

(4)消毒灭菌系统超滤的消毒灭菌系统所用设备和操作程序与化学清洗系统相同，仅需要将清洗液换成灭菌液即可，一般使用的灭菌剂为次氯酸钠和过氧化氢，在选择灭菌剂时要考虑剂膜的材质和灭菌剂浓度。例如Ps材质膜不能采用含有阴离子表面活性剂的灭菌剂，否则会对膜造成不可逆的通量损失。

(5)自动化计量、监控和仪表

①计量水流量采用流量表来计量，流量计有转子流量计、浮子流量计、电磁流量计、挣针式流量计等。在超滤系统中大多采用玻璃浮子(转子)流量计，主要是显示直观，价格低，一台超滤系统最少需要设置两个流量计以便观察，一个是产水流量计，一个是浓水流量计或原水进水流量计。 流量计规格的选择是根据系统的流量大小而定，浮子流量计的选择通常选用的量程为1.5～2倍的实际最大测量流量。

②监控系统及仪表超滤系统在运行时，必须严格按照设计参数进行操作，这需要系统的相关参数进行监控，其中主要的监控项目是水质、流量、压力，可以手动操作，也可采用仪表和可编程控制器对系统进行自动控制。

对水质的监控可采用水质监测仪进行，对水压的监控可采用压力开关和压力表进行，对流量的控制可采用电子流量计进行监测，并将监测信号反馈到PLC中，然后来控制泵，阀门及清洗系统，从而实现系统的自动化。

⑼ 滤芯过滤器的工作原理及技术参数

精密过滤器内装线绕蜂房式滤芯或熔喷滤芯，用于饮用水、生活用水、电子、印染、纺织、环保等行业的生产用水过滤、酒精过滤、药业过滤、酸碱过滤、反渗透RO膜前保安过滤，通量大、耗材成本低、外表抛光或亚光，内表面酸洗钝化处理。进出口、排污管道配自动控制阀、控制器、可自动反冲冼。
二、主要技术参数： 1、 工作压力：0.05MPa-0.6MPa 2、 工作温度：5℃-40℃(特殊温度可定做) 3、 滤芯接口：平压式、插入式 4、 过滤精度：3μm-100μm 5、滤芯数量：1芯-180芯 6、 滤芯长度：10”-50”
7、 单台流量：0.1 m³/h -300 m³/h 8、 筒体材质：304、316L、Q235衬胶
三、精密过滤器的工作原理 精密过滤器是采用成型的滤材，原液通过滤材，滤渣留在滤材壁上，滤液透过滤材流出，从而达到过滤的目的。 成型的滤材有：滤布、滤网、滤片、烧结滤管、线绕滤芯、熔喷滤芯、微孔滤芯及多功能滤芯。因滤材的不同，过滤孔径也不相同。精密过滤是介于砂滤(粗滤)与超滤之间的一种过滤，过滤孔径一般在0.1-120μm范围。同种形式的滤材，按外形尺寸又分为不同的规格。线绕滤芯(又称蜂房滤芯)有两种：一种是聚丙烯纤维-聚丙稀骨架滤芯，最高使用温度60℃;另一种是脱脂棉纤维-不锈钢骨架滤芯，最高使用温度120℃。 四、精密过滤器特征 1.材质及结构 圆柱形壳体，304、316L不锈钢，可选炭钢及树脂壳体;配以单支或多支滤芯。 2、规 格 滤芯数量：单支或多支滤芯。 滤芯长度：单节、二节、三节、四节(每10″为一节); 滤芯安装形式：国际通用平压式、卡入式和插入式;
筒体与底座联接方式：快开型、法兰型; 介质进、出口连接方式：快开型、螺纹型、和法兰型; 可过滤介质：液体、气体。 3.性能特点 (1)过滤精度高，滤芯孔径均匀; (2)过滤阻力小，通量大、截污能力强，使用寿命长; (3)滤芯材料洁净度高，对过滤介质无污染; (4)耐酸、碱等化学溶剂; (5)强度大，耐高温，滤芯不易变形; (6)价格低廉，运行费用低，易于清洗，滤芯可更换。 五、精密过滤器的作用 精密过滤器常设置在压力过滤器之后，用于去除液体中细小微粒，以满足后续工序对进水的要求。有时也设置在全套水处理系统未端，来防止细小微粒进入成品水常用的滤芯有以下几种规格：0.1、 0.2、 0.5、 0.8 、1、 2 、3、 5 、10 、20、 30 、50 、75 、100、120μm，精密过滤器常作为电渗析、离子交换、反渗透、超滤等装置的保安过滤器使用。

⑽ 超滤离心管上一系列数字是什么意思

离心管就是一个简单的可以承受高转速压力的管子，比如离一些样品回，分离出上清沉淀。
离心超滤管答会有一个类似于内管和外管的两个部分，内管中是带有一定分子量的膜，当高速离心时，分子量比它小的就漏到下面的管子（即外管）中了，分子量比它大的就截留在上面（即内管中），就是超滤的原理。。。。常用于浓缩样品。