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从细胞中汲取灵感:Aquaporin水通道蛋白在水过滤中的创新膜技术

水分子进出细胞的方式是生命活动中水分代谢的重要部分。那么,人体是如何完成如此高效的过程的呢?

细胞膜的结构
这就要说到细胞膜的结构了。生物的许多基本功能都是通过膜蛋白实现的跨膜运输来完成,包括物质转运、能量交换和信息传递。这些膜蛋白分子有的是部分镶嵌在磷脂双分子层膜中,有的则贯穿于磷脂双分子层,并可以在膜内自由移动,使细胞膜的功能得以实现。
20世纪80年代中期,美国科学家彼得·阿格雷(Peter Agre)发现了细胞膜上的水通道蛋白,并因此在2003年获得了诺贝尔化学奖。他揭示了水通过细胞膜的高通量与高选择性并非简单的自由扩散,而是通过一种特殊的水通道蛋白来完成的。
水通道蛋白是一类高度保守的疏水小分子膜整合蛋白,广泛存在于哺乳动物、植物、酵母、细菌等有机体内。

大自然的馈赠:存在于自然界38亿年的水通道蛋白
水通道蛋白(Aquaporin)是一种位于细胞膜上的蛋白质,组成了细胞膜上的“孔道”,控制水在细胞中的进出。每个单体蛋白的中空部分形成高度选择性的通道,只允许水分子通过,而不允许带电质子或其他离子通过。每个水通道每秒钟能够运输103~106个水分子,以1克水通道蛋白为例,每秒钟能够运输0.7~700L的水,输送水量非常惊人。同时,水通道蛋白运输水的驱动力来自静压及渗透压,能量消耗极小。

从自然汲取灵感:Aquaporin公司的创新之道
大自然始终是人类最伟大的导师。科学家通过研究细胞中的水通道蛋白,发现了高效的水分子过滤机制。水通道蛋白公司(Aquaporin)正是基于这一发现而创立的。该公司为水处理行业量身打造了独特的Aquaporin Inside?技术。2014年,水通道蛋白公司的创始人彼得·霍尔姆·延森(Peter Holme Jensen)因其在该领域的杰出贡献而荣获欧洲发明人奖。

Aquaporin的独特优势
Aquaporin膜技术结合了生物技术和传统膜技术,其核心是Aquaporin Inside?技术。作为全球唯一能够提供仿生膜技术的公司,Aquaporin通过这种创新的方法,大幅提升了水过滤的效率和效果。无论是饮用水、工业用水,还是食品和饮料的水处理,Aquaporin膜技术都展现出其卓越的性能和环保优势。

水通道蛋白膜技术在不同领域的应用
工业用水处理:
Aquaporin的膜技术在工业用水处理中的应用,显著降低了能耗,提高了水资源利用率。其CLEAR系列膜产品,凭借高效的过滤能力和节能特性,已被多个工业领域广泛采用。

家庭净水解决方案:
水通道蛋白公司与飞利浦水解决方案公司携手合作,推出了家用净水产品,并预计将于2024年底前在中国约50万户家庭中得到应用。这些广受欢迎的产品不仅因其提供卓越的水质而备受推崇,还因其对全氟和多氟烷基化合物(PFAS)、农药、重金属、微塑料、病毒、激素、硝酸盐等有害污染物的高效去除率而广受好评。

太空应用:
自2007年起,水通道蛋白公司便开始致力于太空探索领域的研究。当时,美国国家航空航天局(NASA)艾姆斯研究中心的高级水循环回收小组向其展示了革命性的水通道蛋白解决方案,使宇航员能够通过Aquaporin Inside®蛋白过滤器在太空中过滤水。
水通道蛋白公司开发的这项技术使宇航员能够将汗水、冷凝水和尿液净化为饮用水,从而支持更长时间的太空旅行。

仿生学的未来
Aquaporin公司的成功,展示了仿生学在水处理技术中的巨大潜力。通过向自然学习,我们不仅可以开发出更高效、更环保的水处理技术,还能为应对全球水资源危机提供新的解决方案。
欢迎您关注Aquaporin,一同见证这项革命性技术在水处理领域的更多应用和发展!

china@aquaporin.com