㈠ 大腸桿菌的轉化原理及方法
大腸桿菌的轉化原理及方法
大腸桿菌轉化可以：（1）將重組DNA分子導入大腸桿菌受體細胞進行復制，增殖和表達，以獲得目的基因；（2）驗證大腸桿菌感受態細胞效果；（3）用於分子生物學其他研究。
實驗方法原理：質粒DNA或重組DNA粘附在細菌細胞表面，經過42°C短時間的熱擊處理，促進吸收DNA.然後在非選擇培養基中培養一代，待質粒上所帶的抗菌素基因表達，就可以在含抗菌素的培養基中生長。
實驗步驟
一、實驗材料准備
1. 器材
旋渦混合器，微量移液取樣器，移液器吸頭，1.5 ml 微量離心管，雙面微量離心管架，乾式恆溫氣浴（或恆溫水浴鍋），製冰機，恆溫搖床，培養皿（已鋪好固體LB-Amp），超凈工作台，酒精燈，玻璃塗棒，恆溫培養箱。
2. 試劑
培養基（不加抗菌素），LB培養基（加抗菌素），無菌ddH2O，IPTG，X-gal。
3. 材料處理
無菌ddH2O，1.5 ml 離心管裝入鋁制飯盒（滅菌）、移液器吸頭裝入相應的吸頭盒（滅菌），20%IPTG（M/V），2% X-gal（M/V，用N,N-二甲基甲醯胺配）。
二、操作步驟
1. 事先將恆溫水浴的溫度調到42℃。
2. 從-70℃ 超低溫冰櫃中取出一管（100 μl）感受態菌，立即用手指加溫融化後插入冰上，冰浴5~10 min。
3. 加入5 μl 連接好的質粒混合液（DNA含量不超過100 ng），輕輕震盪後放置冰上20 min。
4. 輕輕搖勻後插入42℃水浴中1~2 min進行熱休克，然後迅速放回冰中，靜置3~5 min。
5. 在超凈工作台中向上述各管中分別加入500 μl LB培養基（不含抗菌素）輕輕混勻，然後固定到搖床的彈簧架上37℃震盪1 h。
6. 在超凈工作台中取上述轉化混合液100-300 μl，分別滴到含合適抗菌素的固體LB平板培養皿中，用酒精燈燒過的玻璃塗布棒塗布均勻。
7. 如果載體和宿主菌適合藍白斑篩選的話，滴完菌液後再在平板上滴加40 μl 2% X-gal，8 μl 20% IPTG，用酒精燈燒過的玻璃塗布棒塗布均勻。
8. 在塗好的培養皿上做上標記，先放置在37℃恆溫培養箱中30~60 min 直到表面的液體都滲透到培養基里後，再倒置過來放入37℃恆溫培養箱過夜。
9. 在被細菌污染的桌面上噴灑70%乙醇，擦乾桌面，寫實驗報告。
10. 觀察平板上長出的菌落克隆，以菌落之間能互相分開為好。注意白色菌斑。
注意事項
1. 玻璃塗布棒上的酒精熄滅後稍等片刻，待其冷卻後再塗。
㈡ 污水處理廠的實驗室都有什麼儀器，哪些是必須的具體的流程是什麼
污水處理過程的監視與控制系統由模型、感測器、局部調節器和上位監控策略等4個部分組成。其中，感測器是污水處理廠監控系統中最薄弱，也是最重要、最基礎的環節。日益嚴格的污水排放標准導致了污水處理工藝流程和裝備的復雜化，對用於污水處理過程監視與控制的感測器的性能也提出了更高的要求，促進了污水處理領域感測器技術的發展，一些適用於污水處理過程的新型感測器相繼問世。污水處理過程是復雜的生化反應過程，所涉及的儀器儀表種類繁多，多數感測器是污水處理過程所特有的，分別應用於不同的場合，反映一個或多個特定變數的狀態信息變化。
污水處理工藝一般由機械處理、生化處理和化學處理構成，其中涉及液相、固相、氣相三種物質成分。監視這些相態的儀表可以簡單地分為通用型和特殊性兩大類。
2、污水處理過程的通用儀表
通用測量儀表包括溫度、壓力、液位、流量、pH值、電導率、懸浮固體等感測器。
①厭氧消化過程由於常常實施溫度控制，溫度感測器顯得更加重要。典型的溫度測量元件是熱電阻
②壓力測量值常常用作曝氣和厭氧消化過程的報警參數。
③液位測量用於水位監視，通常採用浮標、差壓變送器、容量測量、超聲水位檢測等方法測量。
④流量監測儀表主要有堪板、轉子流量計、渦輪式流量計、靶式計量槽、電磁流量計、超聲波流量計等。
⑤pH值是生化過程中的一個重要變數，更是厭氧消化和硝化過程的關鍵值，通常在污水處理廠都安裝有pH電極浸人污泥中，通過不同的清潔策略可以實現長期免維護。對於具有高度緩沖能力的廢水，pH值測量對過程變化可能不敏感，因此不適合於過程監督與控制，這種情況可以用碳酸鹽測量系統代替。
⑥電導率感測器用於監視進水成分的變化，同時也是化學除磷控制策略的基礎。
⑦傳統的生物量測量是根據懸浮粒子對入射光的散射及吸光度進行估計。隨著靈敏的光檢測儀的出現，能夠自動進行光效應測量的感測器得以問世。大多數商業感測器使用了一個發射低可視光或紅外光的光源，在這個區域內大多數介質表現低吸光度。生物量濃度也可根據超聲波在懸浮物和微生物之間游離溶液的速度差確定。
3、厭氧消化過程中的感測器
生物氣流量的測量在厭氧消化過程中得到廣泛採用，它可以表示反應器的總體活性。近年來一些專用技術被用來監視氣體成分。典型的實驗室方法是洗瓶分離方法，根據進瓶前和出瓶後的流量比可以確定氣體成分。例如，鹼洗瓶將能夠收集所有的C02、H2S而允許CH4通過。更專業的氣體分析儀可以直接監視氣體成分含量，如紅外吸收測量儀用來確定C02和CH4含量，專用氫分析儀也已基於化學電源研製而成。氣相H2S測量儀可以通過監視硫化物對鉛剝離的反應來確定H2S含量。
基於氣體分析的監視系統的主要問題是不能直接預測液相中相應氣體的濃度。可以直接測量溶解氫的浸入式感測器已經研製成功。燃料電池是此種感測器的核心。H2S和CH4的直接測量儀器至今未見報道。
pH測量不容易對不平衡厭氧消化槽進行檢測，特別是當混合液的鹼度高時。這種情況下可對混合液體中C02和碳酸鹽進行測量。鹼度主要取決於碳酸鹽緩沖物，因此常常被用於厭氧消化的控制策略中。碳酸鹽監視器已被開發應用於實際厭氧消化過程。
估計碳酸鹽鹼度的基本原理有兩個。其一為滴定法，先進的在線滴定感測器可以同時監視氨、碳酸鹽等不同的成分。對鹼度進行在線確定的另一方法基於對樣品酸化而得到的氣態C02的定量。可以採用氣體流量計測量所產生的氣體的體積。
所有的生物活性都可用熱量的產生來表徵。通過熱量計對熱量的測量可以直接洞察生物過程變化。污水處理過程首選的是流量熱量計。
揮發性脂肪酸(VFA)是厭氧消化過程最重要的中間產物。他們的聚集會引起pH值的降低而導致過程厭氧消化過程的失敗。通常通過VFA濃度監視作為過程性能指示，但很少實施在線感測器。最先進的測量儀器包括氣相色譜儀或高壓液相色譜儀。傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)作為在線多參數感測器可以同時提供COD、TOC、VFA等參數的測量。FT-IR不需要添加任何化學品，且只需要很少的維護，但其校準比較困難。更具可靠性的測量是採用滴定計通過兩步滴定或滴定反滴定提供采樣中的VFA含量。
生物感測器近年來在污水處理行業得到發展應用。VFA分析儀可以決定消化液體中VFA濃度；MAIA生物感測器可對代謝活性進行測量；RANTOX生物感測器用於檢測即將來臨的有機物過載及毒性負載。
4、活性污泥過程中的感測器
氧在活性污泥過程中起著非常重要的作用，且相關的曝氣費用約佔全部運行費用的40%,因此氧感測器成為廢水處理廠最廣泛的測量監視儀表。氧測量基於液體中擴散氧的電化學反應。溶解氧(DO)感測器是可靠准確的測量儀表，但必須謹慎選擇合適的測量位置，並防止結垢。目前自動清潔系統已經相當普遍，一些裝備清潔系統並可進行自校準的溶解氧感測器已有應用。DO感測器被廣泛用於曝氣過程的控制，節省了大量投資，所獲得的信息也可用於監視任何活性污泥處理過程。
呼吸量是對活性污泥呼吸速率的測量與解釋，定義為在單位時間內單位體積活性污泥中微生物所消耗的氧。它是表徵廢水和污泥動力學的常用工具。呼吸計實質上是一個反應器，測量結果易受實驗條件變動的影響。
廢水的生物可降解成分通過離線測量生物需氧量(BOD5)的標准方法獲得。BOD5是5天內有機溶質生物氧化所需溶解氧量。BOD5實驗不適於自動監視和控制，因為完成實驗需要較長時間，且很難達到一致的准確測量。廢水負載的在線測量根據短期BOD估計實現。目前使用的在線BODst方法有兩種：呼吸測量儀和微生物感測器。Vanrolleghem等提出的呼吸測量感測器RODTOX能夠監視BODst和廢水潛在毒性。該感測器有由一個恆定曝氣、完全混合的批反應器構成，內含10升污泥，可以得到大動態范圍內BODs。微生物感測器由固化電池、薄膜和一個溶解氧探測儀組成，最適合包含多種微生物的活性污泥系統。為了維護其功效，微生物BOD感測器需要精心維護與儲藏。大多數微生物BOD感測器壽命較短，從幾天到幾個月。
廢水處理廠最廣泛監視的變數是化學需氧量COD。COD自動監測儀可以每隔1~2小時進行一次自動監測，根據氧化分解的條件分為酸性法監測儀和鹼性法監測儀。COD實驗的主要限制是不能區分可生物降解和惰性有機物。
TOC表示污水中總有機碳的含量，也是表徵水體受有機物污染程度的一個指標。TOC測量的主要原理是將有機碳轉化為C02,隨後在氣相中測量這種產物，據此求出水相中有機碳濃度。典型的測量儀器是紅外線抽氣分析儀。TOC被認為是一個很好的監視參數，特別是監視排水質量。
許多廢水成分吸收紫外光。紫外線的吸收與廢水中的有機物有著密切的關系。紫外線吸光度自動監測儀引人廢水處理系統用於檢測水污染程度或評價排放質量。最近10年，光學技術取得顯著進步，使遠程與多點測量成為可能，大大方便了污水處理過程監視的實施。紅外光譜測量對於TOC、COD、BOD等特殊參數的估計與在線監視具有很大潛力。紅外光譜儀的主要缺點是光電池成分的結垢會引起靈敏度的降低，需要頻繁重校。