APQ是一种水通道蛋白膜技术,通过在传统RO反渗透膜上进行改良升级,使其在寿命、能耗、过滤精度均优于RO反渗透技术。
APQ是一种水通道蛋白膜技术,通过在传统RO反渗透膜上进行改良升级,使其在寿命、能耗、过滤精度均优于RO反渗透技术。
20世纪50年代中期,科学家发现,APQ水通道蛋白膜技术的细胞膜中存在着某种通道只允许水分子出入,人们称之为水通道蛋白膜。因为水对于生命至关重要,水通道是最重要的一种细胞膜通道,随后科学家利用APQ水通道蛋白膜技术对水分子团的专一特性。
APQ水通道蛋白膜技术的主要成分水通道蛋白(Aquaporin),又名水孔蛋白,是一种位于细胞膜上的蛋白质(内在膜蛋白),在细胞膜上组成“孔道”,可控制水在细胞的进出,就像是“细胞的水泵”一样。水分子经过Aquaporin时会形成单一纵列,进入弯曲狭窄的通道内,内部的偶极力与极性会帮助水分子旋转,以适当角度穿越狭窄的通道,因此Aquaporin的蛋白构象为仅能使水分子通过之原因。
20世纪50年代中期,APQ水通道蛋白膜技术起源自科学家发现细胞膜中存在着一系列物质交换的“城门”,一种“城门”只允许某一种分子出入,人们称之为孔道蛋白。2000年美国科学家、APQ水通道蛋白膜技术发现者彼得·阿格雷成功地拍摄了世界上第一张细胞膜水通道蛋白质的高清晰度照片并向世人公布。这一发现揭示了这种蛋白的物质结构只允许水分子通过,并且对APQ水通道蛋白膜技术有着十分重要的作用,比如在人的肾脏中就起着关键的过滤作用,水通道蛋白的细胞膜蛋白就是水通道,这些物质的组成被称为“水通道蛋白”。
APQ水通道蛋白膜技术中的水通道蛋白主要大量存在于哺乳动物的肾脏,也存在于植物中。目前研究最多的是水通道蛋白1,水通道蛋白2,水通道蛋白3和水通道蛋白4。
APQ水通道蛋白膜技术中的水通道蛋白1(AQP1)作用主要是肾脏中的水分重吸收,位置分布在肾脏近端小管曲部、近端小管直部、亨利氏环下降细端的顶部和底外侧细胞膜。水通道蛋白1同样存在于红细胞、血管内皮、胃肠道、汗腺及肺部。
APQ水通道蛋白膜技术中的水通道蛋白2(AQP2)的功能主要是在抗利尿激素的作用下对水分进行重吸收,位置分布于肾脏中的初始集合管、皮质集合管、外髓质集合管和内髓质集合管的顶部细胞膜。水通道蛋白2在接收到抗利尿激素的信号之前储存在小泡的膜上,接收信号之后会移动到细胞膜上形成通道,从尿液中重吸收水分。
APQ水通道蛋白膜技术中的水通道蛋白3(AQP3)的作用是重吸收水和甘油,位置分布在肾脏髓质集合管的底外侧细胞膜。分布在皮肤角质细胞的水通道蛋白3负责调节皮肤的含水量,伤口愈合以及肿瘤形成。水通道蛋白3同时也出现在未成熟的免疫系统树突细胞和红细胞中。
APQ水通道蛋白膜技术中的水通道蛋白4(AQP4)的主要功能是对肾脏中水分重吸收,分布在肾脏髓质集合管的底外侧细胞膜。中枢神经系统的星形胶质细胞也表达水通道蛋白4,负责控制细胞水流。
科学家利用APQ水通道蛋白膜技术对水分子团的专一特性,APQ水通道蛋白膜技术将传统RO膜进行改良,这一技术并不是模拟水通道蛋白,而是利用被污染的水分子团凝聚变大,只有那些具有类似液晶的短链状结构的小分子团水,才更容易进入细胞内进行新陈代谢的特性,APQ水通道蛋白膜技术直接通过技术手段将水通道蛋白制作成过滤膜,其能耗、寿命、过滤精度高于传统RO反渗透膜,过滤过后的小分子团水,活性大,更容易被细胞吸收,这种水通常口感会更好。
2014年,NASA将APQ水通道蛋白膜技术测试用于国际空间站的太空净水,利用正渗透法处理宇航员的尿液和生活废水。
APQ这一技术已运用在了水处理、医学、化妆品和纺织品等技术领域。通过APQ水通道蛋白技术,将人类需要的矿物金属元素通过化妆品和衣物面料和人体皮肤接触的机会渗透进人体组织之内。
APQ于20世纪50年代中期被科学家发现,主要作用于水处理、医学、化妆品和纺织品等技术领域。