超滤过程中蛋白质的空间分布规律

SpatialdistributionofproteinduringultrafiltrationZHAOBin1，2，YANGXin1，HONGJian-peng1，HUANGXin1，WANGLiang2（1.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387，China；2.StateKeyLaboratoryofSeparationMembranesandMembraneProcesses，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387，China）Abstract：Inordertostudythecontributionofproteintomembranefoulingduringultrafiltration袁bovineserumalbumin渊BSA冤waslabeledwithfluoresceinisothiocyanate渊FITC冤anditsspatialdistributioninpolyvinylidenefluoride渊PVDF冤hollowfibermembranewasobservedduringthefiltrationbyconfocallaserscanningmicroscopy渊CLSM冤.Theeffectsoffiltrationfluxanddopaminemodificationonthefiltrationwereinvestigated.TheBSAmoleculespenetratedintomembraneandadsorbedontothewallsofmembraneporesduetothehydrophobicin鄄teraction.BSAgraduallyadsorbedinthemembranematrixfromthemembranetoptobottomwiththeultrafiltra鄄tionprocess.However袁whenthefiltrationfluxwasincreasedfrom120L/渊m2窑h冤to240L/渊m2窑h冤袁theamountofBSAadsorbedaswellasthefiltrationresistancedidnotchangedsignificantly.DopaminemodificationmarkedlymitigatedtheBSAattachmentonmembranesurface袁andthereforetheoverallfiltrationresistancedecreasedbyaround40%.Keywords：protein；ultrafiltration；confocallaserscanningmicroscopy；membranefouling；spatialdistribution摘要：为了研究超滤过程中蛋白质对膜污染的贡献，以异硫氰酸荧光素（FITC）对牛血清蛋白（BSA）进行标记，通过激光共聚焦显微镜（CLSM）观察聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维超滤膜过滤过程中BSA的膜相分布，探讨过滤通量及多巴胺改性对PVDF超滤膜过滤性能的影响。结果表明：在超滤过程中，BSA在疏水作用下逐渐吸附在膜孔内壁，表现出由表及里的BSA附着现象；当过滤通量由120L/（m2·h）提高至240L/（m2·h）时，BSA在膜内的附着量和过滤阻力均无显著变化；而经多巴胺改性后由于膜表面吸附的BSA量下降可使得过滤阻力比未改性时降低了40%。关键词：蛋白质；超滤；激光共聚焦显微镜；膜污染；空间分布中图分类号：TQ028.5文献标志码：A文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园19）园3原园园22原06天津工业大学学报允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕允陨晕孕韵蕴再栽耘悦匀晕陨悦哉晕陨灾耘砸杂陨栽再第38卷第3期圆园19年6月Vol.38No.3June2019DOI：10.3969/j.issn.1671-024x.2019.03.004超滤过程中蛋白质的空间分布规律赵斌1，2，杨鑫1，洪剑鹏1，黄昕1，王亮2（1.天津工业大学环境科学与工程学院，天津300387；2.天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津300387）收稿日期：2018-11-01基金项目：国家重点研发计划项目（2016YFC0400503）；国家自然科学基金资助项目（51638011）；天津市科技支撑计划项目（17PTSYJC00050）通信作者：赵斌（1982—），男，博士，副教授，主要研究方向为水处理理论与技术。E-mail：zhaobin@tjp