酶技术在水产加工业中的应用

酶技术在水产加工业中的应用
酶技术在水产加工业中的应用

酶工程发展概况及应用前景

酶工程发展概况及应用前景 【摘要】酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。其主要任务是通过预先设计,经人工操作而获得大量所需的酶,并利用各种方法使酶发挥其最大的催化功能。本文意在阐述近年来酶工程在分子水平的研究进展,展示酶工程在医药、农业、食品、环境保护等领域的应用进展,并对其未来前景进行了展望。 【关键词】酶工程;概况;应用;前景 酶工程,从定义上来说,是酶制剂在工业上的大规模应用,主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。简而言之,酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶的反应器等方面内容。 酶工程的前景 酶因其反应的专一性,高效性和温和性的特点,已和生物工程,信息科学和材料科学构成了当今的三大前沿科学。而作为生物工程的重要组成部分,将在未来的发展中,在世界科技和经济发展中起着主导和支柱作用。而工业用酶日益广泛地应用于化学,医药,纺织,农业,日化,食品,能源,化妆品以及环保等行业。据报道,到2003年,欧洲工业用酶的市场增加至9亿美元,年增长率达百分之十;而2000年的中国,酶制剂总产量达272吨,同比增长8.8%,可谓发展迅速,前景十分广阔。 酶工程的发展 酶工程的发展,是一部科学的成长史。在二次世界大战后,酶工程发展成为新的工业领域—酶工程工业。酶工程的发展历史从那时算起, 至今已经三十多个年头了。六十年代以后, 由于固定化酶、固定化细胞及固定化活细胞的崛起, 使酶制剂的应用技术面貌一新。七十年代以后,伴随着第二代酶——固定化酶及其相关技术的产生,酶工程才算真正登上了历史舞台。固定化酶正日益成为工业生产的主力军,在化工医药、轻工食品、环境保护等领域发挥着巨大的作用。几十年来酶制剂的品种和应用不断扩大。不仅如此,还产生了威力更大的第三代酶,它是包括辅助因子再生系统在内的固定化多酶系统,它正在成为酶工程应用的主角。近年来, 国际上酶工程技术发展迅速, 硕果累累,主要有基因工程、蛋白质工程、人工合成酶、模拟酶、核酸酶、抗体酶、酶的定向固定化技术、酶化学技术、非水酶学、糖生物学、糖基转移酶、极端环境微生物和不可培养微生物的新品种等。 酶工程的应用 酶工程的发展日新月异,现举几个例子更加形象地说明酶工程地应用: 酶工程在污染处理中的作用:可利用过氧化物酶和聚酚氧化酶处理含酚废水和造纸废水,如辣根过氧化物酶,木质素过氧化物酶,植物来源的过氧化物酶;酪氨酸酶,漆酶等;可利用氰化物酶和氰化物水合酶处理含氰废水;利用蛋白酶,淀粉酶处理食品加工废水;并且,可以通过设计复合代谢途径,拓宽氧化酶的专一性等基因工程的运用,提高微生物的降解速率;拓宽底物的专一性;维持低浓度下的代谢活性;改善有机污染物降解过程中的生物催化稳定性等。酶在废物处理及资源化过程中正在发挥重要作用, 利用基因工程和蛋白质工程扩展酶的代谢途经, 是治理难降解有毒污染物的重要方法。

临床检验技师-临床免疫学和免疫检验(2019)练习第九章酶免疫技术

2019第九章酶免疫技术 一、A1 1、检测HIV感染的初筛试验常用 A、对流电泳法 B、酶免疫法 C、免疫荧光法 D、免疫印迹法 E、PCR法 2、检测HBsAg最常用的方法为 A、凝集试验 B、酶联免疫吸附试验 C、荧光免疫法 D、分子生物学法 E、火箭电泳 3、HRP与TMB反应后,加H2SO4终止反应前呈 A、蓝色 B、橙黄色 C、棕黄色 D、黄色 E、紫色 4、HRP与底物OPD反应后的测定波长为 A、278nm B、450nm C、403nm D、495nm E、492nm 5、用于标记的HRP的RZ值应大于 A、2.4 B、3.0 C、1.5 D、3.5 E、5.0 6、酶免疫测定根据抗原抗体反应后是否需要分离结合的与游离的酶标记物而分为下述哪几种类型 A、均相异相 B、同相均相 C、异相固相 D、固相均相 E、固相异相 7、在ELISA技术中,将抗原或抗体固相化的过程称为 A、封闭

B、固定 C、包被 D、吸附 E、结合 8、辣根过氧化物酶的酶活性基团为 A、糖蛋白 B、亚铁血红素 C、活跃糖基 D、醛基 E、羟基 9、下列说法错误的是 A、TMB是ELISA中应用最广泛的底物 B、一般采用四甲基联苯胺作为AP的底物 C、AP系统的敏感性一般高于应用HRP系统 D、AP较难得到高纯度制剂,稳定性较HRP低,价格较HRP高,制备酶结合物时得率也较HRP低 E、β-半乳糖苷酸的底物常用4-甲基酮基-R-D半乳糖苷 10、下列对血清中酶活力的测定的描述哪一项是错误的 A、可测定产物生成量 B、可测定底物消耗量 C、需最适pH D、需最适温度 E、与底物浓度无关 11、HRP与底物TMB反应后的测定波长为 A、278nm B、450nm C、403nm D、495nm E、492nm 12、ELISA板包被后,最常用的封闭物质是 A、人白蛋白 B、人球蛋白 C、牛血清白蛋白 D、牛血清球蛋白 E、鼠白蛋白 13、选择ELISA的标记用酶,下面哪一项特性是不需要的 A、具有可与抗原、抗体结合的基团 B、标记抗原后,酶活性保持稳定 C、当酶标抗原与抗体结合后酶活性可出现激活或抑制 D、酶催化底物反应后生成的信号易于测定、重复性好

国内危险废物处理技术现状参考文本

国内危险废物处理技术现 状参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

国内危险废物处理技术现状参考文本使用指引:此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 危险废物治理包括处理和安全处置两个方面。其目的 都是使其减量化、无害化和资源化。目前工程上处理危险 废物的方法有:焚烧、热解、安全填埋、固化处理以及物 理、化学与生化处理等。据国家环保局统计,2006 年,全 国工业危险废物产生量为1084 万t,其中52.2%得到综 合利用,26.6%得到安全处置,24.6%处于贮存状态, 1.8%被排放至环境中。2013 年,我国危废产生量降低 8.8%,为3157 万吨,但2014 年和2015 年两年,产 生量逐年上升,到2015 年底,全国工业危险废弃物产生 量为3976.1 万吨,同比2014 年增长了9.4%。2013 年,中国工业危废综合利用量为1700 万吨,同比降低- 15.21%,主要是因为危废总产量降低。2014 年和2015

酶工程的应用及发展前景.

酶工程的应用及发展前景 生物技术一班 41208220 杨青青

酶工程的应用及发展前景 杨青青 (陕西师范大学生命科学学院生物技术专业1201班) 摘要:酶工程是现代生物技术的重要组成部分,它作为一项高新技术将为各工业的发展起重要推动作用。本文概要介绍了酶工程的概念,酶工程在农产品加工、医药工业、食品工业、污染治理工业、蛋白质高值化加工等方面的应用以及探讨了在各个工业中的发展前景。 关键词:酶工程、应用、发展前景 一、酶工程的概念 酶是由生物体产生的具有催化活性的蛋白质,它能特定的促成某个化学反应而本身却不参加反应,且具有反应率高、反应条件温和、反应产物污染小、能耗低、反应容易控制等特点。这些特点比传统的化学反应具有较大的优越性。酶的应用不仅可以增强产量,提高质量,降低原材料和能源消耗,改善劳动条件,降低成本,而且可以生产出用其他方法难得到的产品,促进新产品、新技术和新工艺迅速发展。随着现代生物技术的兴起,酶工程技术应运而生,并在制药、食品工业和农产品加工显示出强大的生命力。酶工程就是利用酶催化作用,

通过适当的反应器工业化的生产人类所需的产品或是达到某一目的,它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一种新技术。酶工程包括自然酶的开发和利用、固定化酶、固定化细胞、多酶反应器(生物反应器)、酶传感器等。 二、酶工程的应用以及发展前景 1、酶工程在农产品加工上的应用与前景 以前,人们认为氨基酸是人体吸收蛋白质的主要途径。随着研究的发现,蛋白质经消化道中的酶水解后,主要以小肽的形式被吸收,比完全游离的氨基酸更易吸收利用。这一发现启发了科研工作者采用酶工程技术用蛋白质生产生物活性肽的新思路。生物活性肽是蛋白质中20种天然氨基酸以不同排列组合方式构成的从二肽到复杂的线性或环形结构的不同肽类的总称,是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能。主要是通过酶法降解蛋白质而制得。 目前已经从大豆蛋白、玉米蛋白、牛奶蛋白、水产蛋白的酶解物中制得一系列功能各异的生物活性肽。因为各类蛋白质存在的差异性,所以在生产活性肽方面有略微的不同。不论哪种方法,都会用到一定的酶类水解蛋白质。比如:文献报道采用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶水解大豆蛋白,配合活性炭的吸附处理、超滤、真空浓缩和喷雾干

临床免疫学和免疫检验第九章 酶免疫技术练习

第九章酶免疫技术 一、A1 1、在ELISA技术中,将抗原或抗体固相化的过程称为 A、封闭 B、固定 C、包被 D、吸附 E、结合 2、检测HIV感染的初筛试验常用 A、对流电泳法 B、酶免疫法 C、免疫荧光法 D、免疫印迹法 E、PCR法 3、检测HBsAg最常用的方法为 A、凝集试验 B、酶联免疫吸附试验 C、荧光免疫法 D、分子生物学法 E、火箭电泳 4、HRP与TMB反应后,加H2SO4终止反应前呈 A、蓝色 B、橙黄色 C、棕黄色 D、黄色 E、紫色 5、HRP与底物OPD反应后的测定波长为 A、278nm B、450nm C、403nm D、495nm E、492nm 6、HRP与底物TMB反应后的测定波长为 A、278nm B、450nm C、403nm D、495nm E、492nm

7、用于标记的HRP的RZ值应大于 A、2.4 B、3.0 C、1.5 D、3.5 E、5.0 8、酶免疫技术中酶的要求 A、酶的活性要强,催化反应的转化率高,纯度高 B、易与抗体或抗原偶联,标记后酶活性保持稳定 C、作用专一性强,酶活性不受样品中其他成分的影响 D、酶催化底物后产生的产物易于判断或测量,方法简单易行、敏感和重复性好 E、以上都是 9、酶免疫测定根据抗原抗体反应后是否需要分离结合的与游离的酶标记物而分为下述哪几种类型 A、均相异相 B、同相均相 C、异相固相 D、固相均相 E、固相异相 10、辣根过氧化物酶的酶活性基团为 A、糖蛋白 B、亚铁血红素 C、活跃糖基 D、醛基 E、羟基 11、下列说法错误的是 A、TMB是ELISA中应用最广泛的底物 B、一般采用四甲基联苯胺作为AP的底物 C、AP系统的敏感性一般高于应用HRP系统 D、AP较难得到高纯度制剂,稳定性较HRP低,价格较HRP高,制备酶结合物时得率也较HRP低 E、β-半乳糖苷酸的底物常用4-甲基酮基-R-D半乳糖苷 12、下列对血清中酶活力的测定的描述哪一项是错误的 A、可测定产物生成量 B、可测定底物消耗量 C、需最适pH D、需最适温度 E、与底物浓度无关 13、下述哪一种酶联免疫吸附实验方法最常用于抗原测定 A、间接法ELISA B、反向间接法ELISA

免疫组织化学(傅琦博)-免疫组织化学

免疫组织化学 傅琦博 引言 酶工程是生物工程的重要组成部分,近几十年来,随着研究手段的更新和技术水平的提高,产生了一门以研究酶在细胞内的存在及其动态,以阐明组织细胞的结构和功能为主要内容的科学——酶组织化学。酶组织化学是利用酶化学反应的产物可在光学显微镜或电子显微镜下被识别的特性,借以从形态学角度判定酶在组织细胞内的存在的部位的一门技术,其基础是组织化学。它具有将形态学、生物化学和生理学联系起来的特点,在生物学、生物化学、医学生物领域内日益发挥着重要的作用。研究组织细胞内特定酶分布的酶组织化学方法大致分为:(1)利用酶的活性反映的方法;(2)利用抗原抗体反应(免疫应答)证实酶的存在部位的方法。后者也被称之为免疫组织化学。 免疫组织化学概述 免疫组织化学简称免疫组化,是应用免疫学及组织化学原理,对组织切片或细胞标本中的某些化学成分,进行原位的定性、定位或定量的研究。这种技术称为免疫组织化学技术。免疫组化是利用抗体与抗原的结合具有高度特异性的特点,采用一直的抗体检测组织或细胞的抗原物质,以期确定组织或细胞是否存在未知抗原,并进行定性、定位或定量的研究。抗原与抗体结合形成的免疫复合物是无色的,故必须借助组织化学方法,将抗体抗原反应部位显示出来。它的主要研究方法是免疫组织染色法(简称免疫染色法),食用该方法检测细胞内物质,必须具备两个条件:①作为检测对象的物质须具有抗原性,能制作出与之相应的特异、高效价的抗体;②在免疫反应发生之前,目标物质要保持抗原性,同时还要保持在组织细胞内的稳定状态。要检测抗原,就要用与之相应的抗体进行免疫反应,同时要用可视的标记标出抗原或抗体,采用这种方法的免疫染色法称为标识抗体法或标识抗原法,常用的表示抗体法有直接法、间接法、补体结合法以及多重染色法等。直接法是标识要检出的抗原的抗体,然后进行反应的方法,其特异性高,但检出的敏感度不如间接法,标识抗体的食用范围手局限。间接法是以未标识的第一抗体进行反应,接着标识以第一抗体为抗原所制作的抗体(即第二抗体)进行重叠反应,间接的证明抗原,这种方法的缺点是容易出现非特异性反应,但敏感度较高,标识抗体的用途也广;补体结合法是将间接法中的第二抗体作为标识抗补体抗体食用;多重染色法则是在同一标本上检出多种抗原物质的方法,可以用反复进行的重复标记的直接法,也可以用酶标记的重复进行的间接法。此外,还有后标识抗体的免疫染色法,此法先采用未标识的抗体进行反应,反应结束后,通过免疫化学反应或其他化学反应,用适当的标记物质来识别已与组织细胞内抗原发生结合的抗体。 免疫组织化学技术的发展 免疫组织化学技术是形态学研究领域一门新兴方法学。自它问世以来发展迅猛,用“日新月异”一词形容它毫不过分。酶标免疫组织化学技术是由Nakane 等人于60 年代末期创立的最早的免疫酶组织化学技术,之后Sternberger 等人于70 年代初期便在此基础上建立了非标记抗体酶法(又称间接法) 和PAP 法(过氧化酶抗过氧化酶法) 。80 年代初期美籍华人Hsu 又建立了卵白素生物素复合物法(ABC法) ,自此之后,免疫金银染色法、免疫电镜等技术相继问世。80 年代末期人们又发现链霉菌抗生物素蛋白(或译成链霉菌亲合素,St reptavidin) 与生物素结合力极强,遂用它标记过氧化酶建立起了SP 法,或称LSAB 法(链霉菌亲合素生物素过氧化酶法) 。由于链霉菌亲合素不与人组织中的内源性生物素起非特异性结合反应,故背景染色更加清晰,且敏感性比ABC 法高4~8 倍,比PAP 法高8~16 倍。进入90 年代,免疫组织化学又向基因水平深入发展,与分子生物学技术的结合日益紧密。如原位杂交后信 号的放大与显示便是采用了免疫组织化学显色技术,因而又可称之为原位杂交免疫组织化学技术。而图象分析、流式细胞仪的运用,是免疫细胞化学定量分析技术提高到更精确的水平。现就该技术的发展及其应用作一概述。 1利用免疫荧光标记技术可以分辨出标记抗原抗体所在的位置及其性质, 并可利用荧光定量技术计算抗原(或抗体) 的含量, 以达到对定性、定位、定量测定的目的[2 ]。如黄祥瑞等人(1999) 利用免疫荧光细胞化学技术研究西藏环状病毒细胞生物学特性和敏感细胞范围(CPE) , 成功地观察到该病毒的细胞病变效应特异荧光发生的部位、细胞数量和病毒的形态发生。辛德毕斯热是由辛德毕斯病毒Sindbis V irus (SiN ) 引起的人兽共患虫媒病毒病, 1974 年南非发生辛德毕斯热大流行。1991年梁国栋等通

双酶切连接反应常见问题分析

前一阵子一直在做双酶切质粒重组,失败了很多次,不过很快改善了实验方法,用2周重组了14个质粒。现就自己的体会,谈一下质粒重组的一些个人经验。 1. 回收PCR产物: 在进行PCR扩增时候,给引物两端设计好酶切位点,一般说来,限制酶的选择非常重要,尽量选择粘端酶切和那些酶切效率高的限制酶。选好酶切位点后,在各个酶的两边加上保护碱基。 双酶切时间及其体系:需要强调的是很多人建议酶切过夜,其实完全没有必要,我一般酶切3个小时,其实1个小时已经足够。应用大体系,如100微升。 2. 纯化问题: 纯化PCR产物割胶还是柱式,我推荐柱式,因为割胶手法不准,很容易割下大块的胶,影响纯化效率。现在的柱式纯化号称可以祛除引物,既然如此,酶切掉的几个碱基肯定也会被纯化掉了。所以,PCR产物和双酶切产物的纯化均可应用柱式纯化。 3. 酶量的问题: 对1单位酶的定义如下:在50μl 反应液中,30℃温度下反应1小时,将1μg 的λDNA完全分解的酶量定义为1个活性单位(U)。而该酶浓度约为15单位/微升,在除外酶降解的因素外,该酶可分解15μg的DNA,而一般从1-4ml 菌液提出的DNA约为3μg,而PCR纯化后的产物(50体系)约为3μg,所以即便全部加进去,只要纯化的质量好,酶切完全切得动。 4. 酶切、回收后的PCR产物与载体的连接: 摩尔比的计算,很多人凭经验也可以。但对于初学者从头认真计算则非常有必要。回收的载体片段:回收的PC R产物片段=1:10,一般取前者0.03pmol,后者取0.3pmol。

pmol为单位的DNA转换为为μg单位的DNA:(X pmoles×长度bp×650)/ 1,000,000(注:长度bp×650是该双链DNA的分子量)所得数值即为μg,也可以直接用这个公式套。1pmol 1000bp DNA=0.66μg,如载体是5380b p,则0.03pmol为0.03×5.38×0.66=0.106524μg。 5. 测DNA浓度: 测DNA浓度可以在专用机子上测,注意OD值,一般约1.8-2.0.另外,如果嫌麻烦,也可用MARKER进行估测,如MARKER2000,5微升的MARKER每个条带约50ng。 6. 连接反应: TAKARA的连接酶上的说明写的过夜,而其对连接酶单位的定义为:在20 μl的连接反应体系中,6 μg的λD NA-Hind III的分解物在16℃下反应30分钟时,有90%以上的DNa段被连接所需要的酶量定义为1个活性单位(U)。而它的浓度为350 U/μl ,所以完全够用。连接酶容易失活,注意低温操作,最好在冰上。时间3个小时足已。 7.转化: ①全量(10 μl)加入至100μl JM109感受态细胞中,冰中放置30分钟。 ②42℃加热45秒钟后,再在冰中放置1分钟。 ③加入890 μl AMP阴性培养基,37℃振荡培养60分钟。 取100μl铺板。也可离心后余100μl 几个非常重要的问题: 1 做转化的时候,进行酶连接反应时,注意保持低温状态,因为LIGASE酶很容易降解。为保险起见,一般连接3小时,16度。

酶工程的发展状况及其应用前景

酶工程的发展状况及其应用前景 摘要:酶在现代生物生产中扮演着重要角色,酶作为一种生物催化剂,因其催化作用具有高度专一性、催化条件温和、无污染等特点,以及酶工程不断的技术性突破,使得酶在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。 关键词:酶工程生物催化剂酶的固定 正文: 随着酶生产的不断发展,酶的应用越来越广泛。现在,酶工程已在医药、食品工业、农业、饲料、环保、能源、科研等领域广泛应用。成为基因工程、细胞工程、蛋白质工程等新技术领域的科学研究和技术开发中不可取代的工具。 一、酶工程的发展及应用现状 (一)国内外酶制剂的发展现状 BCC最新研究报告显示,未来4年全球工业酶制剂市场价值将以%的复合年增长率继续增长,由2011年的39亿美元增加至2016年的约61亿美元。该报告将工业酶市场细分成3个部分:生物酶、食品和饮料酶以及其他酶制剂。2011年生物酶的市场价值达12亿美元,预计还将以%的复合年增长率继续增长,2016年达17亿美元。2011年食品和饮料活性酶的市场价值接近13亿美元,未来4年还将以%的年均复合增长率增长,预计2016年达21亿美元。2011年其他酶制剂的市场价值为15亿美元,预计还将以%的复合年增长率增长,到2016年市场价值将达到22亿美元①。 我国酶制剂工业面经过近几十年的发展,初步具有一定的规模,取得了很大的进步。但是,国外酶制剂公司仍然处于绝对的领先地位,特别是一些比较出色的公司,例如,诺和诺德公司(Novo Nordisk)、丹尼斯克公司(Danisco)等②。 (二)酶工程的应用现状 一、酶工程技术在医药工业中的应用 1、酶的固定化技术 酶的固定化(enzyme immobilization)是指采用有机或无机固体材料作为载体(carrierorsupport),将酶包埋起来或束缚、限制于载体的表面和微孔中,使其仍具有催化活性,并可回收及重复使用的酶化学方法与技术。不使用固体材料作为载体,通过酶分子之间的相互交联形成聚集体,也可将酶固定化,称为无载体酶固定化。由于酶的蛋白质属性,进人人体后产生免疫反应,因稀释效应,而无法集中于靶器官组织,常不能保持最适合的治疗浓度,而固定化酶则很好的克服了游离酶的这些缺点,应用于治疗镁缺乏症、代谢异常症及制造人工内脏方面,如固定化L-天冬酰胺酶用于治疗白血病。葡萄糖氧化酶被固定化在纳米微带金电极上可用于活体检测的微生物传感器③。 固定化酶技术可用于治疗一些代谢障碍疾病。已知人类关于新陈代谢的疾病已过120余种,很多病因归结为人体缺乏某种酶的活性,一种可能的治疗方法就是通过某种方式给病人提供他所缺乏的酶。其提供的方式主要有:①将固定化酶用于体内作为治疗药物;②将固定化酶组装成体外生物反应器,通过体外循环作为临床治疗剂。将固定化酶用于临床诊断的例子很多,如各种酶测试盒层出不穷,采用固定化酶柱反应器的FIA(流动注射法)可用于临床诊断检测尿酸、葡萄糖、氨、尿素、胆甾醇、谷氨酸、乳酸、无机磷等。 2、酶催化技术 主要介绍非水相介质中的酶催化,传统的酶催化反应主要在水相中进行,但自1987年Kilibanov等。用脂肪酶粉或固定化酶在几乎无水的有机溶剂中成功地催化合成了肽以及手性的醇、脂和酰胺以来,对酶在非水相介质的催化反应技术的开发及研究报道迅速增加,特别在手性药物的不对称合成及手性药物拆分的生物技术开发中得到了很多应用。目前非水相中的酶催化技术已衍生出以下几类体系:①水与有机溶剂的互溶均相体系;②水与有机溶剂形

聚合酶链式反应

聚合酶链式反应 聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点,是能将微量的DNA大幅增加。 PCR(聚合酶链式反应)是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链,低温(经常是60°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制。 PCR原理 DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链DNA在多种酶的作用下可以变性解旋成单链,在DNA聚合酶的参与下,根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子拷贝。在实验中发现,DNA在高温时也可以发生变性解链,当温度降低后又可以复性成为双链。因此,通过温度变化控制DNA的变性和复性,加入设计引物,DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。 但是,DNA聚合酶在高温时会失活,因此,每次循环都得加入新的DNA聚合酶 耐热DNA聚合酶--Taq酶可以耐受90℃以上的高温而不失活,不需要每个循环加酶 PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。 PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:

①模板DNA的变性:模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备; ②模板DNA与引物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合; ③引物的延伸:DNA模板--引物结合物在72℃、DNA聚合酶(如TaqDNA聚合酶)的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基互补配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链,重复循环变性--退火--延伸三过程就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2~4分钟,2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。 反应准备 其中dNTP、引物、模板DNA、Taq DNA聚合酶以及Mg2+的加量(或浓度)可根据实验调整。 PCR反应五要素: 引物(PCR引物为DNA片段,细胞内DNA复制的引物为一段RNA链)、酶、dNTP、模板和缓冲液(其中需要Mg2+)。 PCR所用的酶主要有两种来源:Taq和Pfu,分别来自两种不同的噬热菌。其中Taq扩增效率高但易发生错配。Pfu扩增效率弱但有纠错功能。 模板即扩增用的DNA,可以是任何来源,但有两个原则,第一纯度必须较高,第二浓度不能太高以免抑制

质粒的酶切、连接、与转化

质粒DNA酶切、连接、转化、筛选、鉴定 (2011-04-29 10:42:22) 转载▼ 质粒DNA酶切、连接、转化、筛选、鉴定 实验目的 1、学习和掌握限制性内切酶的特性 2、掌握对重组质粒进行限制性内切酶酶切的原理和方法 3、掌握利用CaCl2制备感受态细胞的方法 4、学习和掌握热击法转化E.coli的原理和方法 5、掌握α互补筛选法的原理 6、学习用试剂盒提取重组质粒DNA的方法 7、复习琼脂糖凝胶电泳的原理及方法 实验原理 重组质粒的构建需要对DNA分子进行切割,并连接到合适的载体上进行体外重组。限制性核酸内切酶和DNA连接酶的发现与应用,为重组质粒的构建提供了有力的工具。 限制性核酸内切酶酶切分离法适于从简单基因组中分离目的基因。质粒和病毒等DNA 分子小的只有几千碱基,大的也不超过几十万碱基,编码的基因较少,获得目的基因的方法也比较简单。 DNA连接酶催化两双链DNA片段相邻的5’-磷酸和3’-羟基间形成磷酸二酯键。在分子克隆中最有用的DNA连接酶是来自T4噬菌体的DNA 连接酶:T4 DNA连接酶。T4 DNA 连接酶在分子克隆中主要用于:1、连接具有同源互补粘性末端的DNA片段;2、连接双链DNA分子间的平端;3、在双链平端的DNA分子上添加合成的人工接头或适配子。 目的DNA片段与载体DNA片段之间的连接方式(以T4DNA连接酶为例)主要有以下几种: (一)、具互补粘性末端片段之间的连接 大多数的核酸内切限制酶都能够根据识别位点切割DNA分子,形成1~4核苷酸单链的粘性末端。当载体和外源DNA用同一种限制性内切酶切割时,产生相同的粘性末端,连接后仍保留原限制性内切酶的识别序列;如果用两种能够产生相同的粘性末端的限制酶(同尾酶)切割时,虽然可以有效地进行连接,但是获得的重组DNA分子消失了原来用于切割的那两种限制性核酸内切酶的识别序列,这样不利于从重组子上完整地将插入片段重新切割下来。 (二)、平末端的连接 载体分子和外源DNA插入片段并不一定总能产生出互补的粘性末端。实际上有许多情况都是例外的,因为有些限制酶切割DNA分子之后所形成的都是平末端的片段;有的实验要用两种不同的限制酶分别切割载体分子和外源DNA,形成的也多半是非互补的粘性末端或平末端;再如用机械切割法制备的DNA片段,PCR扩增的和化学合成的DNA片段或由RNA为模板反转录合成的cDNA片段,也不会具有互补的粘性末端。 理论上任何一对DNA平末端均能在T4DNA连接酶催化下进行连接,这给不同DNA分子的连接带来了方便。但是,平末端连接更为复杂,且速度也慢得多,因为一个平末端的5’磷酸基团或3’羟基与另一个平末端的3’羟基和5’磷酸基团同时相遇的机会显著减少,通常

国内危险废物处理技术现状

国内危险废物处理技术现状 危险废物治理包括处理和安全处置两个方面。其目的都是使其减量化、无害化和资源化。目前工程上处理危险废物的方法有:焚烧、热解、安全填埋、固化处理以及物理、化学与生化处理等。据国家环保局统计,2006 年,全国工业危险废物产生量为 1084 万t,其中52.2%得到综合利用,26.6%得到安全处置,24.6%处于贮存状态,1.8%被排放至环境中。2013 年,我国危废产生量降低 8.8%,为 3157 万吨,但 2014 年和 2015 年两年,产生量逐年上升,到 2015 年底,全国工业危险废弃物产生量为 3976.1 万吨,同比2014 年增长了9.4%。2013 年,中国工业危废综合利用量为 1700 万吨,同比降低-15.21%,主要是因为危废总产量降低。2014 年和 2015 年,危废综合利用量都增长了超过 20%,到 2015 年底,综合利用量达到 2049.7 万吨。 (1)危险废物综合利用技术 国内的危险废物综合利用情况主要集中在金属、废有机溶剂、废油和废旧家用电器等方面的回收上。金属回收工艺主要有还原、中和、沉淀分离、焚烧、浓缩结晶等;废有机溶剂和废油的回收主要有蒸馏、冷却等;废旧家用电器的回收主要是拆解、破碎、 磁选、电选等物理方法。虽然我国危险废物的综合利用率达到了52.2%(因有很多危险废物未被申报登记,实际的综合利用率仅为 10%左右),但是目前我国危险废物的综合利用还处于一个较低的水平,

由于未综合考虑环境资源的可持续利用,某些综合利用技术还导致了资源的再浪费和环境的二次污染问题。 (2)危险废物(预)处理技术 在最终处置之前可采用物理、化学或生物的多种方法,对危险废物进行处理,以改变其物理、化学、生物特性,降低毒性,减小体积,减小对环境的影响,并尽可能综合利用其资源。目前危险废物的处理技术主要包括物理处理、化学处理和生物处理等。 物理处理技术主要包括固化/稳定和各种相分离技术等。固化/稳定处理就是将有害废物固定或包封在惰性固体基材中,使危险废物中的所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来,减小废物的毒性和迁移性,同时改善处理对象的工程性质,便于运输、利用和处置。危险废物固化/稳定处理是危险废物安全填埋处置前的必要步骤,通常用作填埋处理前的预处理。固化/稳定工艺主要用于处理其它处理过程的残渣物以及不适于焚烧处理或无机处理的废弃物,如含重金属污泥、石棉、工业粉尘、酸碱污泥、焚烧残渣等。化学处理即通过化学反应来改变废物的有害成分,从而实现无害化,或将其转变成为适于进一步处置的形态。主要用于处理无机废物,如酸、碱、重金属废液、氰化物废液、氰化物、乳化油等,常用的技术有氧化还原技术、中和处理技术。生物处理技术利用生物降解作用来分解危险废物中的有机物,用于处理有机废液或废水。常用的方法有厌氧处理、好氧处理和兼性厌氧处理,包括活性污泥法、曝气塘、厌氧消化、堆肥处理、生物滤池、稳定塘等具体方法。

酶工程在现实方面的应用

酶工程在现实生活的应用 学院:生命科学与食品工程学院 姓名:沈峰学号:5602209078 班级:生工092 摘要:酶是催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂,能通 过降低反应的活化能加快反应速度,但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。酶工程技术与我们生活息息相关,比如酿酒,制药工业等等。 Abstract:The enzyme is a specific protein, RNA or its complex which is used to catalytic specific chemical reaction.it's biological catalyst .It can accelerate reaction velocity by reduce the activation energy of reaction ,without changing the point of balance. The vast majority of enzyme's chemical nature is protein.so it have lots of Characteristics as high catalytic efficiency, high specificity, mild conditions and so on.The enzyme engineering is closely linked with our life ,for example,making wine pharmaceutical industry and so on. 关键字:酶工程酶啤酒制药 酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程的应用,主要集中于食品工业,轻工业以及医药工业中。 如果要了解酶工程在现实生活方面的应用的话,首先先要知道什么是酶,什么是酶工程,和哪些酶可以在起作用及酶的特性有哪些。 首先酶是催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。目前已发现有2000 多种。分子量在数万至数十万之间。生物体内的含量一般极少,它能参与生物体的各种生理生化活动,起催化剂的作用。酶的种类众多,而在酿酒等工业方面方面应用的酶也不少。比如,曲霉,根霉,红曲霉,拟内孢霉,木霉,青霉,等等。所以没对于现实生活有着广而深的影响,对于酶的特性的了解也就十分必要。 酶工程:酶制剂在工业上的大规模应用,主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。 酶的特性主要四点:1、酶具有高效率的催化能力;其效率是一般无机催化剂的10的7次幂~~10的13次幂。2、酶具有专一性;(每一种酶只能催化一种或一类化学反应。)3、酶在生物体内参与每一次反应后,它本身的性质和数量都不会发生改变(与催化剂相似);4、酶的作用条件较温和。 一酶工程在酿酒制造业的作用 总所周知,现实生活中的许多家庭每天都或多或少会在酒的方面消费,还有社交

聚合酶链式反应

实验9 聚合酶链式反应(PCR)技术 【实验目的】 掌握PCR反应的原理及操作技术。 【实验原理】 PCR 技术实际上是在模板DNA、引物和4 种脱氧核苷酸存在的条件下依赖于耐高温DNA 聚合酶的体外酶促合成反应。PCR 技术的特异性取决于引物和模板DNA 结合的特异性。反应分为三步:1 热变性:在高温条件下,DNA 双链解离形成单链DNA;2 退火:当温度突然降低时引物与其互补的模板在局部形成杂交链;3 延伸:在DNA 聚合酶、dNTPs 和Mg2+存在的条件下,聚合酶催化以引物为起始点的DNA 链延伸反应。以上三步为一个循环,每一循环的产物可以作为下一个循环的模板,几十个循环之后,介于两个引物之间的特异性DNA 片段得到了大量复制,数量可达到10 6~7个拷贝。 【器材与试剂】 1.器材 DNA 扩增仪(PCR 仪)、台式离心机、微量取液器、硅烷化的PCR 小管、琼脂糖凝胶电泳系统 2.材料 模板DNA,单、双链DNA均可作为PCR的样品。 3.试剂 (1) 10×PCR 缓冲液 (2) MgCl2 15mmol/L (3) dNTP 混合物:每种2.5mmol/L (4) Taq DNA 聚合酶:5U/μl (5) 引物1和引物2:2 μmol/L (6) 琼脂糖凝胶电泳试剂 【操作步骤】 1. 在0.2ml Eppendorf 管内依次混匀下列试剂,配制20μl 反应体系。

ddH2O 7.8 μl 10×PCR 缓冲液 2 μl MgCl2(15mmol/L) 2 μl dNTP(2.5mmol/L) 2 μl 引物1 (2μmol/L) 2 μl 引物2 (2μmol/L) 2 μl 模板DNA 2 μl Taq DNA 聚合酶(5U/μL)0.2 μl 总体积20 μl 2.按下述循环程序进行扩增 程序阶段程序名称温度时间循环数 1 预变性94℃ 3 min 1 变性94℃30 sec 2 退火52℃30 sec 30 延伸72℃30 sec 3 保温4℃∞ 1 3.扩增结束后,取10μl 扩增产物进行电泳检测。 【要点提示】 1.在90~95℃下可使整个基因组的DNA变性为单链。一般94~95℃下30~60sec。时间过长使TaqDNA聚合酶失活。 2.退火温度一般在45~55℃。退火温度低,PCR特异性差;退火温度高,PCR特异性高,但扩增产量低。。 3.延伸温度一般在70~75℃。此温度下TaqDNA聚合酶活性最高。一般扩增产物长度小于1 kb,延伸时间30 sec即可。当扩增产物长度大于1 kb时,可适当延长延伸时间。

实验3酶切与连接

实验三、酶切与连接 一、实验目的与原理简介 限制性内切酶在基因工程中主要应用地以下两个方面:制作基因酶切图谱和进行基因克隆。 制作基因图谱,就是利用特定的酶切出特定的条带; 而利用基因克隆时选择酶应注意以下几个方面: 1)克隆片段的长度;2)克隆片段中切点的情况3)载体上切点的情况; 4)切割与连接方式;5)接头状态。 酶切方式可分为部分酶切和完全酶切两种: 1)部分酶是指同一DNA 片段上有些被切开而另一些未被切开,此法主要应用于基因 的克隆 。用部分酶切法是基于基因内部可能有此酶的位点。进行部分酶切可通过两个方式:一是不同的时间内在同一酶反应管中取样终止反应,利用时间来控制酶切的程度。另一种是在其余条件相同时控制 酶的稀释度,利用不同酶浓度控制酶切程度,这种方法因易于控制反应而被广泛应用。 2)完全酶切法适用于如载体切割、酶切图谱的制作、基因的鉴定与DNA 片段的分离工作。完全酶切又可分为单酶切、多酶切两种。在多酶切反应中当2种或2种以上的酶有相同 的反应条件时,可同时进行酶切,不然须在前一种酶作用完成后将其失活,而后进行第二种酶切反应,这样可以避免片段混乱现象的出现。 二、材料和试剂 限制性内切酶NotI 、EcoRI ;10×Buffer , PCR 产物、pPIC9K 质粒、10×T4连接Buffer 、T4 Ligase 、DDW 、琼脂糖、电泳缓冲液 、Goldview 染液、胶回收试剂盒;电泳仪、恒温水浴锅、EP 管、移液枪、灭菌枪头、紫外检测仪 三、实验步骤 1)PCR 产物双酶切(NotI ,EcoRI ),pPI9K 质粒双酶切(NotI ,EcoRI );PCR 体系如下: 2)然后电泳检测后在紫外检测仪下观察(UV ,260nm )。 3)切胶回收(尽量不要切到不含目的片段的胶),按照胶回收试剂盒标准操作。 4)回收产物电泳检测后进行连接: 连接体系: 10×T4连接Buffer 1μl 目的基因 6μl 质粒载体 2μl 产物酶切体系 pPI9K 质粒酶切体系 DDW 4.6μl DDW 7μl 10×H Buffer 1μl 10×H Buffer 1μl 目的片段 4μl pPI9K 质粒 1.6μl NotI quickcut 0.2μl NotI quickcut 0.2μl EcoRI quickcut 0.2μl(37℃15min) EcoRI quickcut 0.2μl(37 ℃15min)

危险废物稳定化-固化综合处理技术的应用

?72? 兵工-动化 OrdnanceIndustryAutomation 2010.07 29(7) doi:10.39690.issn.1006-1576.2010.07.023 危险废物稳定化/固化综合处理技术的应用 范玉宏1,任志宏1,陈郑字2,陈晓龙1,邓明萌1,黄健1 (1.中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳621900; 2.四川化工股份有限公司川化永鑫工程公司,四川成都610301) 摘要:为解决重金属废物和其他非金属危险废物对环境的污染问题,采用水泥固化为主药剂稳定化为辅的综合处理技术对其进行稳定化/固化处理,以达到其最终处置所需要求。首先,经固化和浸出试验确定每批废物实验块的基本配比。然后,将可直接固化的危险废物和回转窑焚烧炉的飞灰,按配比加药剂稳定且用水泥固化。为保证固化块的强度和提高填埋场的服务年限,对基本配比系统按工艺流程采用控制室集中控制,对其计量一投料一搅拌一出料生产过程实现自动控制,而其他设备则采用现场控制。该技术已应用到多个工程中去,取得良好的效果。 关键词:危险废物;稳定化;固化;综合处理技术;工艺流程;集中控制 中图分类号:TP273文献标识码:A ComprehensiveTreatmentTechniquesforHazardous WasteStabilizationand SolidificationApplication FanYuhon91,RenZhihon91,ChenZhengyu2,ChenXiaolon91,DengMingmen91,HuangJianl (1.InstituteofMechanicalManufacturingTechnology,ChinaAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang621900,China; 2.ChuanhuaYongxinConstruction,SichuanChemicalIndustryCo.,Ltd.,Chengdu610301,China)Abstract:Tosolvewithheavymetalandnon.metalpollutiontoenvironment.itissuggestedtousecementforsolidificationandchemicalsforstabilizationforfinaldisposal.firstlybasicmixingratioiSobtainedfromsolidificationandinfiltrationexperiments.thenhazardouswasteiSstabilizedandsolidifiedtogetherwithrotarykilnflyashbasedontheoptimalmixingratio.TheoptimumchemicalsmixingratioiSundercentralcontroltoensurethesolidificationstrengththusprolongingtheservicelifeoflandfill,andthewholeprocessincludingmeasure,input,stirringandoutputisautomaticallycontrolledwhileequipmentiscontrolledonsite.Thistreatmentprocesshasbeenputintouseandprovedeffectiveinmanyhazardoustreatmentprojects. Keywords:hazardouswaste;stabilization;solidification;comprehensivetreatmenttechniques;processes;central 0引言 危险废物是指除了放射性以外的具有化学反应性、毒性、易爆性、腐蚀性等能引起或可能引起对人类健康或环境危害的废弃物,危险废物对环境的污染问题引起了世界各国的普遍关注。在危险废物诸多处理手段中,稳定化/固化技术是处理重金属废物和其他非金属危险废物的重要手段,在区域性集中管理系统中占有重要地位…,其目的是使危险废物中的所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来,以便运输、利用和处置12J。 稳定化/固化技术包括:水泥稳定化/固化、石灰稳定化/固化、沥青稳定化/固化、药剂稳定化等。我国对危险废物稳定化/固化处理技术研究与应用起步较晚,国内已有的研究大多是借鉴国外的研究成果,而且多数研究成果在实验室中获得,且只是针对单一危险废物种类,不能完全适用于工程中的危险废物成分的复杂性和多样性。针对我国危险废物种类繁多,且成分复杂,某种危险废物中可能含有几十种污染成分,同时我国各地经济发展水平不均匀,各地危险废物污染情况又很严重。如果采取单一的固化技术难以从整体上解决我国危险废物的污染问题。从国外的研究成果与实际应用来看,水泥基固化与稳定剂将是我国在处置有害固体废弃物的重要选择。因此,综合水泥固化廉价性和药剂稳定化低增容比的优势,采用水泥固化为主药剂稳定化为辅的综合处理技术,既能解决重金属的污染,保证固化块的强度,又因药剂的合理化使用可降低增容比,提高安全填埋场的服务年刚,引。故对水泥固化为主药剂稳定化为辅的综合危险废物稳定化/固化综合处理技术进行研究。 收稿日期:2010-03-10:修同目期:2010—03—26 作者简介:范玉宏(1966一),男,甘肃人,从事城市生活垃圾、危险废弃物处理工艺及其专用设备的研究与开发、工程设计等方面研究。

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