作者：王晓利
出版社：中国轻工业出版社
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“十二五”职业教育国家规划教材·生物化学技术(第二版)试读：
第二版前言
生物化学技术是对组成人体的生物活性物质及其代谢产物，如蛋白质（氨基酸）、核酸（核苷酸）、酶、维生素、糖类、脂类物质等进行分离提取、含量测定、活性鉴定、生化分析、制备与改造的技术。生物化学技术的发展在推动生物科学理论和应用方面取得了惊人的进展。掌握生物化学技术不仅是生物化学专业人员从事研究、生产和检验工作必不可少的手段，也是其他相关学科，如生物技术、生物制药、生物工程、微生物学、分子生物学、医学、制药技术、药学、药品分析检验、食品科学、食品安全和营养检验、临床医学检验、营养学等进行基础研究、实际生产和检验的重要工具。尤其是高职高专院校相关专业的学生毕业后是从事这些领域工作的一线工作人员，在实际工作中更离不开生物化学技术的基本理论和基本实践操作。
为了培养从事生物化学技术的专业人才，满足教学需要，经过不断充实和修订，我们完成了这本《生物化学技术（第二版）》。本教材围绕生物化学技术中应用最广的七大龙头技术，即层析分离技术、分光光度技术、电泳分离技术、膜分离技术、离心分离技术、沉淀分离技术和化学检测技术，根据高职高专的教学特点和职业岗位需要，力求体现素质教育与综合职业教育特色，内容精炼，基本理论知识必需够用；明确了教学目标，阐述了技术要领，并针对每项技术，配合了具体的实训操作训练；在实训操作训练的安排中，以企业真实项目为载体，将近几年在教学过程中编写和使用的学生实践手册——《生化技术工作岗位记录和报告》融入教材，使学生在校就学习到企业工作方法；突出了技术操作训练，强化了实际工作流程和操作要求，并模拟实际工作情况，让学生从实训准备工作开始入手；在考核评分要求中体现出整个工作过程的全程训练，做到以考促学，以考促训，每个实训项目后还配套了注意事项和思考题，计算题还配备了参考答案，让学生注重重点内容并可进行思考和练习。本教材还汇集了生物化学中的一些常用试剂的配制、选择、使用等方面的数据和方法，并附有一些常用生物化学设备仪器的操作使用方法和注意事项。
本教材有国家级精品课程的自主学习型网络课程平台支持（网址:http://jp-kc.szpt.edu.cn/2007/swhx），该课程网站2013 年获得“凤凰创壹杯”全国职业院校信息化教学大赛高职组网络课程一等奖，2013年还获得教育部教育信息中心第十三届全国多媒体课件大赛高职理科组二等奖；2009年获评中央电化教育馆第十三届全国多媒体教育软件大奖赛“高等教育组网络课程二等奖”， 2009年还获得广东省教育厅计算机教育软件大赛“高等教育组网络课程三等奖”和深圳职业技术学院“15511工程第三批自主学习型网络课程一等奖”。该课程网站具有丰富的学习资源（如图片、动画、视频、课件、案例、网络链接、双语学习、参考文献和学生作品展示等），有完善的“自主学习”和“实践在线”学习平台，还有多种题型的在线练习题库可以进行在线测试，并可以自行组卷进行随机测试，另外还有“实操测试”题库（有配套试卷和评分标准）可以对照进行练习。
本教材第一章，第二、三、五、六章的第一节，实训项目2-1、3-1、3-2、3-4、4-2、5-1、5-2、5-3、6-1、6-2，附录二、三、七、八、十一（一、三、五）等由王晓利编写；第四章第一节，实训项目2-2、4-1、4-3、4-4、7-2，附录一、四、十由党建章编写；第七章第一节，实训项目3-3、3-5、3-6、5-4、5-5、5-6、6-3、6-4、7-1、7-3、7-4，附录五、六、九、十一（二、四、六、七、八、九）由张丽君编写。全书由王晓利统稿，张俊松主审。
在编写过程中，我们参阅了国内外有关书籍及文献，但由于生物化学技术发展迅速，涉及的知识领域宽广，且编写时间仓促、水平有限，错误和不足之处在所难免，衷心希望读者批评指正。编者第一章生物化学技术实训操守与基本技能
教学目标
1.重点掌握:（1）树立“工学结合”理念，能学以致用，在学习中养成良好的工作习惯和职业操守；（2）正确清洗常用玻璃仪器，正确使用吸量管和取液器，能完成过滤操作和学会低速台式离心机的使用。
2.一般掌握:常用清洗液的使用和配制，溶液的混匀方法。
3.需要了解:吸量管、取液器等的规格、种类。
网络平台资源
课程网址:http://jpkc.szpt.edu.cn/2007/swhx/
1.学习专栏→自主学习→生化技术基础知识（学习要求、教学课件、思考题、本章习题、本章资源）。
2.学习专栏→实践在线→生物化学实训基本技术（实训环境、项目单、预习报告、实训记录、实训报告、注意事项、项目卡和准备单、实训录像、实践资源）。
3.作业与测试→随机测试→生化技术基础知识。第一节 生物化学技术实训操守一、生物化学技术实训工作“六环节”的训练操守
生物化学技术是围绕生物技术类专业（制药技术、生物技术、生物工程、食品生物技术、食品检验等）的核心能力和岗位知识及技能需要，以“工学结合”理念将生物化学理论知识与技术实践有机融合，以实用、先进、普适性为原则，精心设计的企业生产和质量检验中应用普遍的一些主干技术，如层析技术、分光光度技术、电泳技术、离心沉淀技术等，每项技术都由2个或2个以上的企业真实项目作为训练载体。
以“项目驱动”为主线，每个实训项目的完成都围绕着企业实际工作中典型任务的“六个环节”，即资讯、决策、计划、实施、检查、评价，如图1-1所示，将任务下达和分解落实、自主策划和“教—学—做”、理论与实践，以及学习、总结和评价有机结合，通过项目的完成达到对职业素质和技能的全面训练。图1-1 项目驱动的“六个环节”训练设计
在项目实施过程中，学生书面完成结合企业实际岗位流程和要求编写的学生实践手册——《生化技术工作岗位记录和报告》，主要包含了预习报告、实训记录和实训报告，使“六个环节”的工作得以落实。（一）资讯
实训前一周发布自主学习和预习策划需要的学习资源（如教材、课程网站资源、其他参考资源等），以及通过自主学习后应该解决的问题。（二）决策
项目任务下达，溶液配制、相关器材准备任务下达至小组。（三）计划
学生根据学习资源和项目任务自主学习和小组讨论后，策划并撰写预习报告，主要内容有实训目的、基本原理，完成“实训器材、设备的规格和数量”表格（见表1-1），以及“原料、试剂、溶液的数量和配制方法”表格（见表1-2），并用流程图列出本实训的主要操作步骤、方法及条件。表1-1 实训器材、设备的规格和数量表1-2 原料、试剂、溶液的数量和配制方法
对实训预习的具体要求如下。（1）明确实训目的。（2）熟悉基本原理，尽量用最简洁的语言总结，提炼出关键词。（3）逐步学会列出所需要的实训器材和设备的种类、规格和数量清单，以及写出所需配制的溶液种类、要求、数量和配制方法（先写出配制方法初稿，通过教师讲解后对照修改）。（4）能逐步根据实训步骤及时间，预先合理安排实训过程（教师讲解后进一步对照修订），策划时注意充分利用实训过程中的空余时间，穿插安排实训内容和工作，争取能既快又好地完成整个实训项目的训练。
实训器材的准备和溶液配制策划是实训操作中的一个重要和最基本的训练项目，准备实训器材时要考虑以下几点。（1）该实训是属于定性还是定量要求的。例如，若只是定性要求，准备相应配制体积的量筒即可，没有必要用容量瓶定容。而若需要配制标准溶液用于定量，药品为固体试剂时，需用分析天平称量，使准确度达到0.0001g，液体试剂需用吸量管或取液器准确量取，溶解或稀释后必须用容量瓶精确定容。（2）了解各种试剂的稳定性和挥发性等理化性质。如染色剂等一些在光照下不稳定的物质，必须准备棕色试剂瓶盛放，而如果试剂具有挥发性，则必须选择具塞容器。（3）根据班级分组情况来准备器材和设计配制溶液的体积。（四）实施
教师检查预习情况和讲解后，承担班级配液任务的同学必须根据所需配制溶液的浓度、体积、用途、性质和精度要求等修订配制方法，同组同学核对无误并提交教师审核签字后，方可严格按照配制方法进行配液操作。其他同学需根据讲解要求修订预习报告中的溶液配制方法，并交相应配液组同学审核签字。
实施过程需要在实训记录中按照企业工作要求认真填写各项记录表。实训记录能反映实训的真实过程，记载了实训日期、实训过程中的各种数据和现象，如每个项目中都需要填写“生产设备产前检查记录”（见表1-3）和“投料单”（见表1-4）。实训前一定要清洗干净玻璃仪器等器材，洁净的玻璃仪器是实训结果正确的重要保证，各种玻璃仪器的清洗应严格按照正确的洗涤方法，并记录清洗结果。实训记录中还包括药品的称量值、添加的试剂、温度和溶液的pH、反应的时间、样品编号、上样量、所观察到的现象等。实训记录是分析实训结果、发现问题、查找错误，以及最后撰写实训报告的重要依据。因此在撰写实训记录时应做到以下几点。（1）坚持认真、严肃、实事求是的科学态度，严禁弄虚作假，编造和篡改数据。（2）仔细观察，及时、简要、准确地记录现象和数据。（3）字迹清晰，勿做任何涂改，若出现明显笔误或读数有误需修改时，不能将原来的数据涂黑抹掉，只能用笔轻轻画一横杠，再将正确的数据写在旁边，应保持原记录清晰可辨。（4）记录数据时不能用铅笔或容易掉色的笔，但画层析图谱、电泳图谱和标准曲线等时，则应用2H、1H或HB的硬质铅笔，便于修改。（5）记录必须记在实训记录本上，不能随便顺手记录在便条等容易丢失的地方。（6）记录不能有任何留空处，若有较多内容写不下时，可加附页，并做标注说明。表1-3 生产设备产前检查记录表1－4 投料单
在实训操作过程中，应严格遵守操作要求，对注意事项加以重视，尤其是操作不当可能会造成人身伤害的操作，严防安全事故发生。合理安排好时间，在规定时间内完成实训。还应注意观察现象，随时做好实训记录，出现异常现象时，应首先分析原因。如果实训操作出现失误后，要仔细分析并找到原因后再考虑重做。
对实训安排和实训方法应多提合理化建议，在完成规定的实训项目任务后，可以自行设计其他的实训方法，在征得教师审核同意后加以验证。（五）检查
在训练实施过程中，教师巡回检查指导，发现问题，可以立即或利用空余时间组织学生互动研究、讨论和总结出现问题。及时表扬实训中的闪光点和纠正错误操作。
实训结果经教师核查评价通过后，学生进行收尾工作，对收尾工作的检查要求如下。（1）将废液和废渣按规定的要求处理。（2）按要求清洗所用过的各种实训器材。（3）清理和检查各种公用器材和设备的配件是否缺损和缺失，若一切正常，则归还公用的器材和设备（有包装的要进行相应的包装），自用器材放置到贮物柜中。（4）清洁、检查实训台面情况。（5）值日生还应清洁公用实训台面和地面，核查所有实训台面是否清洁，对未清洁干净的实训台面，予以记录和清洁。（6）值日生离开实训室前应检查门、窗、水、电、气、风扇和空调等情况，组长核查。（六）评价
教师重点对关键步骤的实训结果和实训报告进行评价。实训报告是对实训过程和结果的一个总结和分析，写好实训报告，将对整个实训项目有一个更深地认识和一个质的提高，对于如何将理论知识应用于实际也有一个实例，并能训练总结、归纳、书面表达的能力，也是对学生实训工作综合评价的一份书面材料。因此实训报告要求同学认真、独立地完成。实训报告内容主要包括以下几点。（1）结果的计算、展示和分析。（2）理论和操作技巧探讨思考题，及对一些重要操作和原理的总结。（3）实训中的心得体会。（4）教师的评价和评分。（5）学生的问题反馈。
报告中的实训结果，应根据实训记录，进行整理，最好以表格或条理清晰的方式表示。对实训结果的分析是实训报告的重点撰写部分，应首先针对自己的实训结果，做出判断，如结果是否正常，图谱是否清晰，分离效果和线性是否良好等（有图谱和标准曲线等的要将图谱和曲线图粘贴或画在实训报告上），然后对实训结果及其操作情况进行详细分析。若结果不好，则分析可能存在哪些原因（可以通过查阅参考文献等来进行分析），实训中出现的反常现象也应积极展开分析和讨论。
心得体会部分可总结自己的想法和经验，也可对实训内容和安排提出改进意见，做到教学相长。
学生还可以通过创新专题报告自行设计装置、操作和方法的改进方案，方案经过评价审核后，利用课内或课外时间开展验证实验，真正做到学以致用。二、生物化学技术实训室规则及安全常识（1）遵守实训室纪律，维持秩序，保持安静，按要求穿戴工作服。（2）认真遵守操作规程和注意事项。（3）保持实训室环境和仪器的整洁，药品、试剂和仪器的放置要井然有序，公用试剂、药品用毕立即放回原处。（4）要注意保持药品、试剂的纯净，用后立即盖盖，严禁混杂。取出的试剂、标准溶液，如未用尽，切勿倒回原试剂瓶，以免掺混。（5）尽量节约药品、试剂，爱护设备仪器。（6）洗涤和使用玻璃仪器时，应谨慎仔细，防止损坏，公用仪器一旦损坏，应填写破损记录。（7）挪动干净玻璃仪器时，勿使手指接触仪器内部。（8）使用贵重精密仪器时，严格遵守操作规程，发现故障立即报告，不要擅自动手拆卸和检修，用后登记使用情况。（9）废弃的一般溶液可倒入水槽，但强酸、强碱溶液必须先用水稀释后，再放水冲走。废纸及其他固体废物或带渣滓沉淀的废液应倒入垃圾桶内，不得倒入水槽内。强腐蚀性和有毒的废弃试剂（如重金属盐溶液和氯仿等一些有机溶剂等）应按要求存放指定容器，集中特殊处理。（10）使用电炉、消化炉、烘箱、高速离心机等易出危险的仪器，不得擅离岗位，用毕切记关闭开关和断电。（11）实训结束后，立即将玻璃仪器等洗净倒置放好，设备仪器归位，并整理好桌面物品和做好地面清洁。（12）值日生负责实训室卫生和安全检查，组长负责最后核查，严防安全隐患事故发生。第二节 生物化学技术基本技能一、常用玻璃仪器的洗涤
玻璃仪器是生物化学技术实训中不可缺少的器具，玻璃仪器的清洁与否，直接影响到结果的准确性。（一）新购置玻璃仪器清洗
新购置的玻璃仪器表面附有一层游离碱性物质，因此要先用肥皂水（或玻璃洗涤剂浸泡）洗涤，用流水冲洗，晾干后，浸泡于1％～2％ HCl溶液中，过夜，再用流水冲洗，最后用纯水润洗2～3次，60～80℃烘箱中烘干或晾干备用。（二）使用过的玻璃仪器清洗
1.一般玻璃仪器
试管、烧杯、锥形瓶（三角烧瓶）、试剂瓶等一般玻璃仪器，使用后要先用自来水冲洗至无污物，再选用大小适宜的毛刷蘸取去污粉或肥皂水等，将器皿内外壁细心刷洗，再用自来水冲洗干净，洗至容器内壁光洁不挂水珠为止。最后用纯水润洗2～3次，倒置在清洁处晾干，急用时可用烘箱60～80℃烘干。
2.容量仪器
吸量管、滴定管、容量瓶等，使用后应立即浸泡于清水中，勿使污物干涸，并及时用流水冲洗干净，晾干后于重铬酸钾洗液中浸泡数小时，然后用自来水反复冲洗干净，最后用纯水润洗2～3次，晾干备用。
3.盛过蛋白质的玻璃仪器
盛过蛋白质的玻璃仪器使用后要马上清洗或马上泡入清水中，若干涸后必须要用生理盐水浸泡或用尿素洗液，待蛋白质溶解后再用自来水冲洗干净，最后用纯水润洗2～3次，晾干备用。
4.比色杯（或称比色皿）
比色杯使用后立即用自来水或纯水反复冲洗干净（只能用手拿其毛面，不要触碰光面）。较脏时可用盐酸或乙醇等适当溶剂浸泡和冲洗，再用自来水冲洗干净，切忌用试管刷或粗糙的布以及滤纸擦洗，以免损坏比色杯的透光度，亦要避免用较强的碱性或强氧化剂清洁（因为这些物质会腐蚀玻璃），洗净后用纯水润洗，并倒置晾干备用。二、常用清洗液的清洗原理与配制（一）肥皂水、洗衣粉溶液和去污粉
这些是最常用的洗涤剂，有乳化作用，可除去污垢，能使脂肪、蛋白质及其他黏着性物质溶解或松弛，一般玻璃仪器可直接用肥皂水浸泡或刷洗，然后用自来水洗净，纯水润洗2～3次。（二）玻璃洗涤剂
一般玻璃仪器可浸泡于玻璃洗涤剂洗液（一般为表面活性剂，具有乳化作用）中几个小时或过夜后，取出后用自来水洗净，纯水润洗2～3次。（三）重铬酸钾洗液（铬酸洗液，简称洗液）
1.原理
清洁原理主要是应用了其强氧化性和强酸性。
［O］具有良好的清洁效力，铬酐越多，硫酸越浓，其清洁效力越强，当洗液变绿色后则不宜再使用。
2.配制
配制重铬酸钾洗液一定要注意安全防护。下面给出一个配制实例:
称取KCrO20g于500mL烧杯中，加热水40mL，搅拌使其溶解227（也可隔石棉网加热溶解），慢慢注入工业用浓硫酸360mL，随加随搅拌，尽量避免红色铬酐沉淀析出，此时溶液由红黄色变为黑褐色（即酱油色）。冷却后，贮于指定容器内并盖紧以免吸水。
注意:切不可把重铬酸钾或重铬酸钾溶液加入浓硫酸中，配制过程中要注意安全防护。
3.使用
使用洗液前必须将玻璃仪器用自来水冲洗数次，并将仪器上的水分尽量除去，再放入洗液中浸泡（否则会稀释洗液，缩短洗液的使用寿命），数小时后取出，用自来水充分冲洗至无洗液为止（冲洗时注意勿将洗液溅出水槽），再用少量纯水润洗数次，晾干备用。三、特殊清洗液的清洗原理与使用浓度
上述几种洗涤液是最常用的，实训中如果遇到一些特殊污物，还需要一些针对性强的洗涤液。下面介绍几种特殊洗液。
1.磷酸三钠洗液
50g/L NaPO·12HO的水溶液，具有碱性，可洗涤油污物，但342用这种洗液清洗后的仪器不宜作磷的测定。
2.乙二胺四乙酸二钠洗液（EDTA洗液）
50～100g/L的EDTA洗液，加热煮沸可洗脱玻璃内壁的钙镁盐类白色沉淀和不易溶解的重金属盐类。
3.尿素洗液
7.5mol/L尿素水溶液，可用来洗血污，是蛋白质的最好溶剂。
4.草酸洗涤液
50g/L的草酸洗涤液可洗脱KMnO痕迹，同时加数滴硫酸酸化效4果更好。
5.盐酸-酒精溶液
3％盐酸酒精溶液，可除去玻璃器皿上染料附着物。
6.有机溶剂
有机溶剂丙酮、乙醚、乙醇等可用于洗涤油脂、脂溶性染料污痕。四、吸量管的种类和使用
吸量管是生物化学技术实训中的常用仪器，测定结果的准确度与吸量管的正确使用密切相关，而测定结果的准确度在药品和生物制品等的实际生产和质量检验中非常重要。（一）吸量管的分类
生物化学技术实训中常用的吸量管主要有以下两种。
1.刻度吸量管（简称吸量管或吸管）（Pipet）
供量取10mL以下任意体积的液体时使用。每根吸量管上都有许多等分刻度。有些旧制吸量管的上端标有“吹”字，此类吸量管称为完全流出式吸量管，当量取的溶液流出后，需用洗耳球将管内残留液体完全吹出。
吸量管上端未标有“吹”字，则残留管尖的液体不必吹出，此类吸量管称不完全流出式吸量管。
还有个别旧制的吸量管，其刻度不包括吸量管的最下面部分，即吸量管上有零刻度和总刻度，使用这类吸量管时，放液需至相应的容量刻度线处，不要放液到最低的刻度线以下。此类吸量管也是属于不完全流出式吸量管。
近年来所生产和使用的新式吸量管一般都是不完全流出式，且下端没有零刻度或总刻度，且为便于准确快速地选取所需要的吸量管，国际标准化组织（ISO）统一规定在刻度吸量管的上口端印上各种容积标识的彩色环，常用吸量管的彩色环标识见表1-5。表1-5 常用吸量管的彩色环标识
2.移液管
供准确量取5、10、25、50mL等较大体积液体时用。在管中部有膨大部分，每根管上只有一个单一刻度，待液体流毕后，将管尖在接受容器内壁上继续停留15s，注意不要吹出管尖内的最后部分。（二）吸量管的使用
1.选择适当量程的吸量管
使用前应根据需要量取的液体体积选择适当的吸量管，吸量管的总容积最好等于或稍大于最大取液量。如欲量取1.8mL的液体一般应选取2mL的吸量管，而不要选取5mL的吸量管，这样才能保证所量取液体体积的准确度。吸量管选定后，临用前要看清欲量取的容量和刻度位置。
2.正确执管
一般右手执管，左手持洗耳球，拇指和中指（辅以无名指）拿住吸量管上部，食指堵住管上口和控制液流，刻度数字对向自己。注意不要触碰吸量管管尖部分，要保持该部分洁净并悬空放置，以免污染待量取溶液。
3.量取溶液
左手捏压洗耳球，预先排除洗耳球内气体，将吸量管插入液体内适当位置（如2～3cm，不得悬空或插入太浅，以免抽空后液体吸入洗耳球内；但也最好不要插入液体底部，以免吸入一些沉淀物），用洗耳球将液体吸至欲量取刻度上端1～2 cm处，然后迅速用食指按紧吸量管上口，使液体不至于从管下口流出。若一次量取未到所需刻度线，可先用食指堵住上口，重新将洗耳球捏扁，再次量取，直至到所需刻度线上端1～2 cm处。
现也可以用电动取液器（Pipet aid）（见图1-2）替代洗耳球吸放液体，尤其在无菌操作中使用更加方便。图1-2 电动取液器
4.调准刻度
将吸量管提出液面，并在瓶内口处稍停留一会，让吸量管外壁上的液体流下。若吸黏性较大的液体时（如甘油等），先用干净滤纸擦干管尖外壁。吸量管应垂直，盛溶液的瓶子倾斜与吸量管成一定角度（一般为45°），管尖接触瓶内壁，然后用食指控制液流使之缓慢下降至所需刻度线（无色或浅色溶液使液体的凹面、眼睛视线和刻度线应在同一水平面上；深色溶液使溶液的上缘、视线和刻度线在同一水平面上），立即用食指按紧吸量管上口。
5.放出量取液
放松食指，让液体自然流入接受容器内，放液时，管尖接触受器内壁，不要插入受器内原有的液体内，以免污染吸量管和试剂。对新制吸量管，如需放完管内液体，则应待液体流毕后，将管尖在接受容器内壁上继续停留5s左右，注意不要吹出管尖内的最后部分。
6.洗涤吸量管
吸血液、血清等黏稠液体及标本（如蛋白液、尿液等）的吸量管，使用后应及时用自来水冲洗干净。吸一般试剂的吸量管可不必马上冲洗，但实训完毕后应按要求将其冲洗干净，然后按“容量仪器的洗涤方法”进行洗涤。五、取液器的种类和使用
目前取液器（Pipette）的使用越来越普遍，准确度随量程不同而不同。最初取液器常用来量取不大于1mL的任意体积的溶液，但随着取液器的使用越来越普遍，量程范围也有扩大，现还可以用来量取5、10mL，甚至更大体积的液体。
单孔（单通道）取液器（见图1-3）的常见量程规格有10、20、100、200、1000、5000μL等，但在分子生物学实验操作中也常用到1、2和5μL等量取小体积液体的取液器。随着微孔板（Microplate）的广泛使用，排孔式（多通道）取液器（见图1-4）的使用越来越多，常见的量程规格有50、200、300μL等，可同时安装8 个或12个吸头（或称吸嘴、枪头、枪尖，Tips），能快速完成微孔板的加液工作。图1-3 单孔（单通道）取液器
1—体积调节旋钮 2—取液、放液按钮 3—退吸头按钮 4—安装吸头处 5—体积读数窗口（一）单孔取液器的操作使用
单孔取液器的使用操作步骤主要包括以下几点。
1.取液器的选择
使用前应根据需要量取的体积，选择适合的取液器，一般取液器的量程应最好等于或稍大于最大取液量，如要量取99.5μL溶液，最好选择量程为100μL的取液器，要量取12μL溶液，最好选择量程为20μL的取液器。
2.设定所需要量取的体积数
用体积调节旋钮进行调节，直至体积读数窗口中为所需量取的体积数。
注意:切勿超过量程调校，以免影响取液器的精度和损坏取液器。
3.安装吸头
对于放置于吸头盒内的吸头，安装时将取液器安装吸头处垂直向下对准欲安装的吸头，往下按紧后顺时针旋转90 ° ，旋紧后即可取出。对于未放置于吸头盒内的吸头，可用手拿住吸头尾部（注意切勿用手接触吸头端部，否则会污染试剂），对准按紧后旋转。
4.量取溶液
右手握住取液器，取液器较厚部分对准掌心，大拇指按下“取液、放液”按钮至“第一挡（First stop）”（注意不要超过第一挡，否则将造成取液过量），把吸头稍伸入液面下（注意切勿将吸头伸入液面后才按下“取液、放液”按钮，否则会向试剂内吹气而污染试剂），轻轻放开大拇指，液体被均匀吸入吸头内。注意吸头内不能有气泡，否则应重新量取溶液。
5.放液
将吸头对准接受容器内壁，大拇指用力按下“取液、放液”按钮，可超过“第一挡”到“第二挡（Second stop）”处，然后再反复多按几下，将液体完全打入受器内。
6.退吸头
按“退吸头”按钮即可退下吸头。
7.洗涤吸头
吸血液、血清等黏稠液体及标本（蛋白液、尿液等）的吸头，使用后及时泡入水中，以免干涸后难以清洗。实训结束后，用流水将吸头冲洗干净，晾干或60℃烘干后放入重铬酸钾洗液中浸泡2h以上，再用自来水冲净，最后用纯水冲洗2～3次，烘干备用。条件允许的情况下，吸头也可一次性使用。（二）排孔取液器的操作使用
排孔取液器（见图1-4）的使用基本与单孔取液器相同，只是安装吸头时使每个孔都保证安装紧密，如图1-5所示，取液时要注意保证每个吸头所吸取的溶液量完全相同，放液时应将各个吸头分别对准微孔板的相应孔位，并把液体完全放出。
取液器的取液量准确，使用方便，吸头可一次性使用，吸头重复使用时的清洗也较方便。吸头能用湿热灭菌的方法进行灭菌处理，灭菌体积小，非常适合微量取液和无菌操作。图1-4 排孔式（8 通道）取液器
1—体积调节旋钮 2—取液、放液按钮 3—退吸头按钮 4—安装吸头处 5—体积读数窗口图1-5 安装了吸头的排孔式（8通道及12通道）取液器六、溶液的混匀
样品与试剂的混匀是保证化学反应充分进行的一种有效措施。为使反应体系内各物质迅速地互相接触，必须借助于外加的机械作用。混匀时需防止容器内液体溅出或被污染，严禁用手指直接堵塞试管口或锥形瓶口振摇。另外对于一些蛋白质样品如果激烈混匀，会产生大量气泡，还能造成蛋白质变性；DNA样品若激烈混匀，可能造成分子被机械作用力剪切打断，因此应温和地混匀。混匀时应根据样品的情况、所使用的器皿和液体容量而选用适当的方式，常用的溶液混匀方法大致有如下几种。
1.旋转混匀法
用手持容器，使溶液作离心旋转，适用于未盛满液体的试管或锥形瓶等小口器皿，旋转试管时最好用手腕旋转。此种混匀方法较温和。
2.指弹混匀法
左手持试管上端，用右手指轻轻弹动试管下部，使管内溶液作旋涡运动而混匀。该种混匀法适合少量样品的混匀，并随指弹力度不同混匀强度不同。
3.倒转混匀法
适用于有塞量筒和容量瓶，以及试管内容物的混匀，一般试管内容物的混匀可用聚乙烯膜或石蜡膜（Parafilm）封口，再用手按住管口倒转混匀，但应注意防止内容物溢出和泄漏。随倒转速度不同混匀强度不同。
4.吸量管混匀法
用吸量管将溶液上下反复吸放数次，使溶液充分混匀。该法混匀强度较温和。
5.玻棒搅动法
适用于烧杯内容物的混匀，如固体试剂的溶解、液体试剂的稀释和混匀。随搅拌速度不同混匀强度不同。
6.甩动混匀法
右手持试管上部，轻轻甩动振摇，即可混匀。若液体量较多，可用手掌做垫甩动。该混匀法较为激烈。
7.电磁搅拌混匀法
在电磁搅拌器或称磁力搅拌器（见图1-6）上放置烧杯，烧杯内放入封闭于玻璃或塑料中的小铁棒（搅拌子），利用磁力使搅拌子旋转以达到混匀烧杯中溶液的目的。适用于透析、酸碱自动滴定、pH 调节、pH梯度滴定、固体物质的溶解等。随搅拌速度不同混匀强度不同。图1-6 电磁搅拌器
8.振荡器混匀法
利用旋涡混匀器（见图1-7）和平板振荡器（见图1-8）能使容器中的内容物或沉淀物振荡，达到混匀的目的，平板振荡器主要用于微孔板内容物、染色液及洗膜液等的混匀。图1-7 旋涡混匀器和振荡悬浮离心沉淀物图1-8 平板振荡器七、过滤
过滤（Filtration）是进行固液分离，即分离沉淀和溶液的一种方法，可用于收集滤液、获得沉淀或洗涤沉淀。生物化学技术实训中的过滤，其操作与化学实验中基本相同，只是要注意以下几点:（1）制备血滤液时，要用干燥滤纸而不能用纯水把滤纸弄湿。因为湿滤纸会影响血液稀释的体积。若想把滤纸固定一下，可用玻棒蘸血滤液固定滤纸。（2）向漏斗加待过滤液时最好使用玻棒引流，倒入速度不要太快，不得使液面超过滤纸上缘。（3）较粗的过滤，可用脱脂棉或4～8层纱布代替滤纸，有时可用离心沉淀法代替过滤法。（4）滤纸可折叠为普通形（二折法）或扇形（四折法或五折法），如图1-9 所示。扇形滤纸可增大滤液与滤纸的接触面积，加快过滤速度。滤纸折叠时要保证滤纸的一面干净，并将其对向所需物，如所需物为过滤液时，则滤纸干净的一面应朝向漏斗。扇形滤纸折叠时折痕应清晰，但滤纸顶角不能折破。图1-9 滤纸折叠法八、低速台式离心机的使用
欲使沉淀与母液分开，过滤和离心都可以达到目的。但当沉淀黏稠难以过滤，或沉淀颗粒太小而能通过滤纸，以及待操作液总容量太少又需定量测定时，使用离心沉淀法比过滤法要好。
低速台式离心机是生物化学技术实训室中最常用的设备之一，如图1-10所示，使用一般方法如下。
1.离心机的安放
有些离心机底部装有吸盘形橡胶吸脚或支脚，工作时应将离心机放置在平整而坚实的台面上。并将吸盘吸紧，以免离心时由于振动而发生移位。
2.对称平衡
低速台式离心机所用的离心管多为玻璃材质，因此需要使用配套的塑料离心套管，套管一般为活动式，使用前检查套管与离心管是否配套，套管底部有无玻璃碎片或漏孔，套管与玻璃离心管间是否有橡皮软垫等。离心管和其套管要成对用天平称重平衡（平衡水加入离心管与套管之间），并对称放置于离心管座内，移去多余不用的套管，然后盖上离心机盖，以减少噪声和空气阻力。
3.开机
接通电源前检查转速有无调至最小处，并采用接有地线的三孔插座。顺时针缓慢转动调速旋钮，观察离心机转动是否平稳，若一切正常，则继续转动至所需转速，并开始计时。有些离心机有计时旋钮可以设定离心时间。
4.关机
离心至所需时间后，逆时针调节调速旋钮至最小处，待离心机停稳后，方可打开离心机盖取出样品管。图1-10 低速台式离心机
1—机盖 2—底座小吸盘 3—调速旋钮 4—离心套管复习思考题
1.生物化学技术实训工作的“六环节”是哪些？各需遵守哪些训练操守？
2.实训结果应如何记录？
3.如何防止试剂和药品污染、混杂？
4.使用贵重、精密仪器应注意什么？
5.废弃的强酸、强碱如何处置？废弃的重金属盐溶液和有毒的有机溶剂应如何处置？
6.含渣滓的废液如何处置？
7.盛蛋白质的玻璃仪器用完后应注意什么？
8.使用比色杯应注意什么？
9.重铬酸钾洗液的清洗原理和使用注意事项？
10.吸量管使用主要应注意什么？
11.简述如何使用取液器？
12.欲量取12.5、98.6和384μL的溶液，应选什么量程的取液器，如何调节？
13.混匀的方法有哪些？混匀时应注意什么？
14.过滤时为什么要保证滤纸一面干净？
15.使用低速台式离心机要注意什么问题？第二章膜分离技术
教学目标
1.重点掌握:各种类型膜分离技术的特征、分离原理及实际应用。
2.一般掌握:膜性能的评价指标——渗透通量、截留率、截留相对分子质量和孔径特征。
3.需要了解:主要分离膜的材质和常用膜组件的结构特征。
网络平台资源
课程网址:http://jpkc.szpt.edu.cn/2007/swhx/
1.学习专栏→自主学习→生化技术基础知识（学习要求、教学课件、思考题、本章习题、本章资源）。
2.学习专栏→实践在线→蛋白质的透析脱盐与超滤脱盐和浓缩（实训环境、项目单、预习报告、实训记录、实训报告、注意事项、项目卡和准备单、实训录像、实践资源）。
3.作业与测试→随机测试→生化技术基础知识。第一节 膜分离基本技术图2-1 膜纵切面模式图
膜分离（Membrane separation）技术是指利用具有一定膜孔和选择透过特性的天然或人工合成的分离膜（见图2-1），在某种推动力（浓度差、压力差、电位差等）的作用下，实现物质分离纯化或浓缩的一种操作技术。20 世纪30年代人们利用半透性纤维素膜开创了近代工业膜分离技术的应用。20世纪60年代以后，不对称膜制造技术取得了很大进展，包括微滤、超滤、反渗透、电渗析、透析等的膜分离技术迅速发展，并在生物物质的分离纯化过程中得到了越来越广泛的应用，而且随着膜材料和分离技术的进步，纳米分离技术等也相继问世。
膜分离与常规的分离技术相比具有无相变化，能耗低，过程简单，不污染环境等优点，特别适用于生物物质、酶制剂及同分异构体等的分离。
膜分离技术主要包括透析、超滤、微滤、电渗析、反渗透等。其中微滤、超滤、反渗透、电渗析为已开发生产应用的四大膜分离技术。各种膜分离过程的类型、主要分离机理和特征如表2-1所示。表2-1 各种膜分离过程的类型及特征
膜分离过程的推动力是压力差、浓度差或者电位差，有的分离过程可能是几种推动力都兼而有之。
膜在分离过程中有三种功能:①对物质的识别与透过功能，这是使混合物各组分之间实现分离的内在因素；②界面作用，以膜为界面将透过液和保留液分为互不混合的两相；③反应场作用，膜表面及孔内表面含有与特性溶质有相互作用能力的官能团，通过物理作用、化学反应或生物化学反应提高膜分离的选择性和分离速度。
分离膜应具备的基本条件为:良好的选择透过性，优良的分离性能（即截留率高，透过率大），理化性能良好，污染小，使用寿命长，价廉易得。
各种过滤膜按所使用的材质不同可分为无机材料膜和有机材料膜。无机材料膜有陶瓷膜和不锈钢膜，有机膜多为合成高分子材料膜，主要有纤维素类、聚砜类、聚烯烃类、聚酰胺类和芳香杂环类等。
膜的性能参数主要有:孔道特征、渗透通量、截留率和截留相对分子质量等。
孔道特征包括孔径大小，孔径分布和孔隙率等。孔径大小用最大孔径和平均孔径来描述；孔径分布指各种孔径的孔占全部孔的体积分数；孔隙率是指孔体积占膜总体积的百分数。
膜的渗透通量又称透水率或水通量，是指在一定条件之下（一般压力为0.1MPa，温度为20℃），单位时间透过单位膜的溶剂体积。渗透通量表征膜的处理力的大小，取决于膜的孔隙率、孔径等物理特性，以及温度、压力差、浓度等操作条件。水通量即为膜的纯水渗透通量。
截留率是指对于一定相对分子质量的物质，膜能够截留的程度。截留率为100％时表示溶质全被被膜截留，此为理想的半渗透膜；截留率为0时表示溶质全部透过膜，没有分离作用。通常截留率在0～100％。
截留相对分子质量（Molecular weight cut-off，MWCO）是用被截留物质的相对分子质量来反映膜的截留性能。由于直接测定膜的孔径相当困难，所以往往使用已知相对分子质量的球状物质进行测定，如膜对某被截留物质的截留率大于90％时，该物质的相对分子质量就称为膜的截留相对分子质量。实际上，待分离物质并非绝对的球形，由于试验条件的限制，测定有一定的误差，所以截留相对分子质量不能绝对表示膜的分离性能。
在膜分离系统中待分离的料液用给料泵输送入膜组件，在膜组件中料液则被分离成截留物（或称保留液）和透过液。截留物根据需要或开路循环入料槽或闭路循环入膜组件，同时有截留物的取出。
膜组件是膜分离装置的核心，它是由过滤膜、支撑材料、间隔器及外壳等部分组装而成的，膜组件可和其他部分构成膜分离系统，实现膜分离操作，达到一定的分离要求。膜组件的类型主要有板式膜、管式膜、卷式膜和中空纤维式膜。
膜过滤的操作模式有常规过滤和错流过滤，如图2-2 所示。常规过滤也称为静态过滤、死端过滤（Dead-end flow filtration）或全量过滤，在泵的推动下料液流动方向垂直于膜面流动，溶剂和小于膜孔的溶质在压力的驱动下透过膜，大于膜孔的颗粒被截留后堆积在膜面上。随着时间的增加，膜面上堆积的截留颗粒增加，过滤阻力增大，膜渗透通量下降。因此，常规过滤是间歇式的，必须周期性地停下来清洗膜表面的污染层，或者更换膜。错流过滤（Cross flow filtration）又称动态过滤，是在泵的推动下料液流动方向平行于膜面流动，与死端过滤不同的是料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，从而使污染层保持在一个较薄的水平，能够较好地连续工作，膜的使用寿命长。对于固体含量高于0.5％的料液通常采用错流过滤。随着错流过滤操作技术的发展，在许多领域有代替死端过滤的趋势。图2-2 常规过滤和错流过滤一、透析
透析（Dialysis）是应用最早的膜分离技术。1861年Thomasgraham首次利用来源于动物的半透膜分离出多糖、蛋白质溶液中的无机盐。其作用机理是用高分子溶质不能透过亲水膜，而能将含有高分子溶质和其他小分子溶质的溶液与纯水（或缓冲溶液）分开，在浓度差的作用下，高分子溶液中的小分子溶质（如无机盐）透向水侧，水则向高分子溶液一侧透过，如图2-3所示。透析膜一般为亲水膜，如纤维素膜、聚丙烯腈膜和聚酰胺膜等。溶质在浓度差的推动下，以扩散的形式移动。图2-3 透析原理图
透析最主要的应用是血液的解毒（如肾衰竭和尿毒症患者的血液透析），也用在实验室规模的蛋白质分离纯化，如脱盐（去除蛋白质大分子溶液中的小分子盐）、去除水溶性有机溶剂和置换缓冲液等，即从样品中除去相对分子质量小的溶质和置换存在于透析液中的缓冲液。由于在样品中盐和有机溶剂的浓度高，在渗透压的作用下水向透析袋内迁移，盐分子和有机溶剂分子向透析袋外迁移。透析操作简单易行，如蛋白质的传统纯化方法是使用透析袋，将待分离液盛于透析袋内，把透析袋置于透析外液（即水或缓冲液）中，如图2-4 所示。透析膜的渗透通量很小，不适于生物分子的大规模分离。图2-4 透析的简单装置二、超滤
超滤（Ultrafiltration，UF）是以0.1～1MPa 的静压差为传质推动力，利用不对称膜的筛分性质，来截留1～20 nm的大分子溶质的膜分离过程。
超滤主要用于处理不含固形成分的料液，其中相对分子质量较小的溶质和水分子透过膜，而相对分子质量较大的溶质则被截留。所以，超滤是根据相对分子质量的差异而实现分离的方法。超滤法一般适用36于分离、纯化和浓缩直径1～50nm，相对分子质量通常为10～10的生物大分子，如蛋白质和病毒等。在膜表面被截留分子的限度常用3MWCO表示，商业用超滤膜的MWCO值一般在（1.5～300）×10。
超滤过程中，流体在膜的孔道内呈层流流动，超滤膜的孔道结构十分复杂，孔径大小不均，通常为不对称膜，即横断面具有不对称结构的膜，如图2-5 所示。超滤膜主要由聚砜、硝酸纤维素或醋酸纤维素、再生纤维素，硝化纤维素和丙烯酸组成。在膜的表面有一层超薄层的致密皮层，致密皮层起着膜的专一特性作用，其下面是一层较厚的海绵状多孔性支撑层，支撑层的结构决定着膜的渗透通量，超滤膜的支撑层由锥形微孔组成为锥尖向上的锥形通道，减少了膜孔堵塞情况。超滤膜的渗透通量与压力差成正比，与滤液的黏度成反比。图2-5 不对称膜
超滤技术可用于:①大分子物质的脱盐和浓缩；②大分子溶剂系统的交换平衡；③小分子物质的纯化；④大分子物质的分级分离；⑤生化制剂或其他制剂的除菌过滤和去热原处理；⑥也可以用来回收细胞和处理胶体悬浮液。在生化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的转变，无需添加任何强烈的化学物质，可以在低温下操作，过滤速度较快，便于无菌处理等。这些优点使分离操作简化，避免了生物活性物质的活力损失和变性。三、微滤
微滤（Microfiltration，MF）是在50～100kPa的静压差作用下利用对称的微孔膜来分离悬浮物的一种膜分离过程。
微滤一般用于悬浮液（粒径0.02～10μm）的过滤，由于膜孔径较大，操作压力比超滤小。微滤过程中膜两侧的渗透压差可以忽略不计，微滤适用于细胞、细菌和微粒子的分离，在生物分离中，广泛用于菌体的分离和浓缩。
微滤膜孔的大小用孔径表示，大小在0.05～10μm，如果微滤膜孔的大小是按分子截留来定义，那么孔径在0.1μm的膜的截留相对分6子质量为7.2×10。
微滤膜常为对称膜，又称为均质膜，是一种均匀的薄膜，膜两侧截面的结构及形态完全相同，孔的大小全部一样，被设计成各向同性膜，如图2-6所示。各向同性膜由多种聚合物制作而成，如亲水性和疏水性的聚偏氟乙烯、聚丙烯、硝酸纤维素、醋酸纤维素、丙烯腈共聚物和疏水性多醚砜。图2-6 多孔性对称膜
微滤膜的水通量随着膜的截留相对分子质量或膜孔径的增大而增大，同时膜材料的种类对水通量的影响也很显著，但是实际操作中由于溶质的吸附、膜孔的堵塞等原因都会使渗透通量显著降低。实验表明，膜孔径越大，通量下降速度越快，大孔径微滤膜的稳定通量要比小孔径膜小，这主要是由于溶质微粒容易进入到孔径较大的膜孔中，使膜孔堵塞所致。
微滤多用于水处理行业，如水中悬浮物，微小粒子和细菌的去除。在制药行业可用于制备医用纯水，以及除菌、除热原。在医疗行业可用于除去组织液、抗生素、血清、血浆蛋白质等多种溶液中的菌体。四、电渗析
电渗析（Electrodialysis，ED）是以电位差为传质推动力，通过离子交换膜，分离小分子电解质和进行溶液脱盐的一种膜分离过程。
电渗析的基本原理如图2-7所示。将阳离子交换膜Ⅰ和阴离子交换膜Ⅱ交替排列在直流电场之中，以溶液脱盐为例，将料液置于脱盐室A、C、E中，在另两室B、D中置入适当的电解液，在电场的作用下，电解质即发生电泳，由于离子交换膜的选择透过性，盐溶液中的阳离子通过阳离子交换膜向阴极移动，当遇到阴离子交换膜时则被截留，同样溶液中的阴离子通过阴离子交换膜向阳极移动，当遇到阳离子交换膜时则被截留，这样盐溶液中的阴、阳离子就集中于B室和D室，而在A、C、E室中则实现了溶液的脱盐，然后分别收集，各自得到脱盐后的淡液和浓缩的盐溶液。图2-7 电渗析原理图
电渗析膜为离子交换膜，这种膜上有以共价键结合的阴离子或阳离子交换基团，阴离子交换膜只能透过阴离子，阳离子交换膜只能透过阳离子。膜的表面和孔内键合有阳离子交换基（如磺酸基—）的膜，称为阳离子交换膜，键合有阴离子交换基的膜（如季铵基—N＋R）称为阴离子交换膜。3
电渗析主要用于海水淡化和苦咸水淡化，在生物技术中已应用于血浆处理，免疫球蛋白和其他蛋白质的分离。五、反渗透
反渗透（Reverse osmosis，RO）是以1～10MPa的静压差为推动力通过非对称膜或复合膜，根据溶解和扩散的原理，进行低相对分子质量组分浓缩分离的一种膜分离过程。反渗透是渗透的逆过程。
如图2-8所示，用一张可透过溶剂（水），但不能透过溶质的膜隔开，两侧分别加入含溶质的水溶液和纯水。若膜两侧的压力相等，在浓度差的作用下水分子从纯水一侧向加入溶质的水溶液一侧透过，这种现象称为渗透，促使水分子透过的推动力称为渗透压。当两侧之间的压差等于渗透压时则达到平衡状态。要使溶液中的水通过渗透膜到达纯水一侧，在含溶质水溶液一侧施加的压力必须大于渗透压，溶液中的水就会通过膜到达纯水一侧，将这种过程称为反渗透。反渗透膜的透过机理，目前有三种理论模型，分别是氢键理论、优先吸附-毛细孔理论和溶解扩散理论。图2-8 渗透与反渗透
反渗透通常用于海水、苦咸水的淡化，水的软化处理，废水处理，以及医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。此外，反渗透应用于预除盐处理也取得较好的效果，能够使离子交换树脂的负荷减轻90％以上。六、纳米过滤
纳米过滤（Nanofiltration，NF）是介于反渗透和超滤之间的一种以压力差为推动力的新型膜分离过程。纳米过滤能截留可以通过超滤膜但不能通过反渗透膜的溶液。
纳米过滤的特点:①能截留小分子的有机物并可同时透析除盐，集浓缩与透析于一体；②操作压力低，因为无机盐能通过纳米滤膜而透析，使得纳米过滤的渗透压远比反渗透为低，所以纳米过滤所需的外加压力比反渗透低得多。
纳米过滤的分离机理主要是静电和位阻理论，该理论认为纳米过滤中溶质的分离除了膜孔和溶质大小不同产生位阻造成粒径排斥外，还由于膜和溶质电荷产生的静电排斥作用。对于非荷电分子，粒径排斥是分离的主要原因，对荷电离子，粒径排斥和静电排斥都是分离的原因。
纳米滤膜的分离机理与渗透膜相似，纳米滤膜大多是由多层聚合物薄膜组成。一般认为纳米滤膜是多孔膜，平均孔径为2nm，相对分子质量截留范围为100～200。对纳米滤膜的基本要求是，要具有良好的热稳定性，pH稳定性和对有机溶剂的稳定性。
纳米过滤过程的影响因素主要有以下几方面:（1）料液性质 溶质分子的粒径是影响截留性能的重要因素，溶质分子的极性降低了纳米滤膜的截留率，溶质所带电荷与膜所带电荷相同的则截留率较高。当料液的pH达到膜与溶质的等电点时，可以提高膜的截留率。（2）膜的性质 膜的性质主要指膜的物理性能，如孔径、孔径分布、孔隙率和荷电性等，膜的表面形状和结构也会影响其渗透通量、截留率和污染程度，表面荷电性会影响膜的渗透通量和选择性。（3）操作条件 渗透通量随压力的升高而增大，当压力增大时，渗透膜的溶剂量增加而盐通量不变，故脱盐率增大；随着操作的进行，膜两侧的浓度差逐渐增大而有效压力差则不断降低，所以膜通量随运行时间而下降。
纳米过滤的应用主要有:①抗生素的回收与精制。用纳米滤膜可以除去可自由透过膜的水、无机盐，达到浓缩抗生素、维生素和发酵滤液的目的，例如纳米滤膜已应用于B族维生素、红霉素和青霉素等多种物质的浓缩和纯化过程；②各类肽的纯化与浓缩。与蒸发浓缩过程相比，纳米过滤可在低温下进行浓缩，并从几天缩短到几个小时，在浓缩的同时可以进行产品的纯化，小分子的有机污染物和小分子盐将与溶剂同时透过膜而肽与多肽被膜截留；③超纯水制备。在生物制剂生产和医药领域对超纯水的要求很高，水中不允许含有杂质颗粒和细菌残尸，且水中有机物含量的指标TOC（Total Organic Carbon，总有机碳）要少于5ng/g。采用离子交换技术仅能达到30ng/g，而具有低接触角负电性的纳米滤膜能够很好地降低TOC含量，达到超纯水的质量要求。复习思考题
1.什么是膜分离技术？膜分离技术和常规的分离技术相比有何优点？
2.常用的评价膜性能的指标是什么？它们分别用来评价膜的何种性能？
3.透析的原理是什么？主要应用是什么？
4.试说明超滤和微滤的异同及其应用？
5.试说明电渗析的基本原理？有何用途？
6.说明什么是渗透、渗透压和反渗透？反渗透有何用途？
7.纳米过滤的特点和影响因素是什么？有何用途？第二节 实训项目实训2-1 蛋白质的透析脱盐和超滤浓缩、脱盐
一、实训目的（1）掌握透析脱盐的基本原理，并学会透析方法；（2）学会使用电磁搅拌器；（3）掌握超滤法的基本原理，熟悉超滤法的用途；（4）了解Labscale TFF系统（Millipore）超滤装置基本组件；（5）学会使用Labscale TFF系统超滤装置进行浓缩、脱盐。
二、基本原理4
蛋白质是生物大分子，相对分子质量在1×10到数十万，最大可达数千万，直径在1～100nm，不能透过透析膜，而盐是小分子物质，可以自由透过透析膜。在分离提纯蛋白质的过程中，透析法是除去小分子的有效而又简便的常用方法。在实验室多用于进行蛋白质等生物大分子物质的脱盐。
超滤法是利用一定孔径的超滤膜，以压力差为推动力的一种膜分离技术，可用于将待分离样品中多余的水分或小分子物质的去除。本实训使用美国Millipore公司生产的实验室规模的超滤装置——Labscale TFF系统来去除蛋白质溶液中的水和小分子盐，达到浓缩和脱盐的目的，其结构部件（见图2-9）主要由贮液杯、隔膜泵、电磁搅拌器、2个压力表，以及Pellicon XL膜组件构成，结构框图如图2-10所示。图2-9 Labscale TFF 系统贮液杯（500mL）图2-10 Labscale TFF 系统结构框图
三、实训器材和试剂
1.器材（1）透析袋（Φ20）及透析夹；（2）电磁搅拌器及搅拌子；（3）Labscale TFF系统（Millipore）；（4）烧杯、吸量管、容量瓶、量筒、试剂瓶、滴瓶、锥形瓶、玻棒等；（5）试管及试管架；（6）电子天平或托盘天平。
2.试剂（1）蛋白质/NaCl溶液:取一个鸡蛋的蛋清，用200mL纯水稀释，再加80mL饱和NaCl溶液，纱布过滤即得；（2）10％（体积分数）HNO溶液；3（3）10g/L AgNO溶液；3（4）100g/L NaOH溶液；（5）10g/L CuSO溶液；4（6）0.5mol/L NaOH溶液。
四、实训工作流程图
五、主要操作步骤与操作要求
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]