透析的基本原理 透析是一個(gè)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散過(guò)程,溶質(zhì)中小分子物質(zhì)從高濃度溶液通過(guò)半透性膜擴(kuò)散到低濃度溶液中,直至滲透壓達(dá)到平衡。由于多孔膜的選擇性,使得溶質(zhì)中小分子物質(zhì)可以通過(guò),而較大物質(zhì)則被截留,從而分離出不同大小分子量的物質(zhì),依據(jù)分子量大小截留,可用于分離工藝,改變或控制透析的條件,可在多種透析應(yīng)用中得到預(yù)期效果,通過(guò)截留分子量(MWCO)可使目標(biāo)分子得到分離。如圖
透析袋透析的動(dòng)力是擴(kuò)散壓,擴(kuò)散壓是由橫跨膜兩邊的濃度梯度形成的。透析袋透析的速度反比于膜的厚度,正比于欲透析的小分子溶質(zhì)在膜內(nèi)外兩邊的濃度梯度,還正比于膜的面積和溫度,通常是4℃透析,升高溫度可加快透析速度。 透析膜的材質(zhì) 透析膜可用動(dòng)物膜和玻璃紙等,但用的zui多的還是用纖維素制成的透析膜,主要有再生纖維素(RC)、纖維素酯(CE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)。但隨著生物技術(shù)發(fā)展,對(duì)透析袋處理樣品更多更嚴(yán)格的要求,根據(jù)生產(chǎn)工藝有可以分為標(biāo)準(zhǔn)膜和生物技術(shù)級(jí)膜。 - 生物技術(shù)纖維素酯(CE)膜
生物學(xué)惰性和超純的生物技術(shù)CE膜,用于帶電荷分子的分離及大分子純化。生物技術(shù)CE膜對(duì)條件及溶劑要求較高。一般而言,CE膜能夠抗弱的或稀的酸堿溶液和輕微乙醇,MWCO只有輕微改變。**直接與有機(jī)溶劑接觸會(huì)破壞CE膜。生物技術(shù)CE膜能在pH2-9與4-37℃下使用。即用透析裝置中也可使用CE膜。 性質(zhì): 親水、孔徑均一 生物技術(shù)再生纖維素(RC)膜 生物技術(shù)RC膜通過(guò)再生過(guò)程制得,物理抗性與化學(xué)相容性得到改良,具有與生物技術(shù)CE膜一樣高純度與均一的MWCO。RC膜能夠與高濃度的弱酸堿、低濃度的強(qiáng)酸堿、大多數(shù)醇類(lèi)及一些溫和的或低濃度有機(jī)溶劑共用,**直接與強(qiáng)極性或有機(jī)溶劑接觸會(huì)破壞RC膜。生物技術(shù)RC膜能在pH2-12與4-60℃條件下使用。 性質(zhì): 親水、孔徑均一 生物技術(shù)聚偏二氟乙烯(PVDF)膜 疏水、惰性及無(wú)電抗性,生物技術(shù)PVDF膜是實(shí)驗(yàn)室透析的革命性進(jìn)步,能夠耐高溫(130℃)及溶劑條件。只有生物技術(shù)PVDF膜能夠經(jīng)受與大多數(shù)的酸堿(包括硝酸)和大多數(shù)的有機(jī)溶劑(包括DMF)直接接觸,**PVDF膜還具有*的高溫高壓蒸汽滅菌的能力,可熱封進(jìn)行樣品分裝。 性質(zhì): 疏水、孔徑均一 2種MWCO: 250kD、500kD 4種寬度: 8mm、12mm、16mm、24mm 長(zhǎng)度和包裝: 10m/卷、0.1%*濕型
透析膜的選擇 1. 選擇合適的分子截留量(MWCO):由于透析膜由海綿狀橫向耦合的聚合物材料構(gòu)成,截留性能間接的由孔徑等級(jí)即截留分子量(MWCO)表示,截留率90%的溶質(zhì)分子大小可更的表示膜的MWCO。然而,溶質(zhì)的滲透性亦取決于分子形狀、水合度、離子電荷與極性,推薦選擇膜的MWCO為欲截留物質(zhì)分子量的一半,兩倍于透過(guò)物質(zhì)的分子大小。 2. 選擇合適的形狀:根據(jù)需要,zui大程度的方便操作及樣品回收。3. 選擇合適的膜:成功進(jìn)行透析分離的關(guān)鍵是在適當(dāng)?shù)臈l件下選用zui合適的膜。選擇時(shí)可參照下列: - 根據(jù)目的選擇等級(jí)(生物技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn));
- 根據(jù)溶液的化學(xué)特性選擇膜材質(zhì)(CE、RC或PVDF);
- 根據(jù)使用方法選擇產(chǎn)品類(lèi)型(管狀、一次性或片狀);
- 根據(jù)溶質(zhì)分子量在不同種MWCO中選擇;
- 根據(jù)目的選擇膜預(yù)處理方式;
透析袋截留分子量選擇參照表(各常見(jiàn)物質(zhì)分子大小)中文名稱(chēng) | 英文名稱(chēng) | 分子量(道爾頓) | 直徑 | 無(wú)機(jī)鹽離子 | Inorganic Salts | (26+D) | | 葡萄糖 | Glucose | (180 D) | | 維生素B12 | VitaminB12 | (1,356 D) | | 胰島素 | Insulin | (5805 D) | | 抑肽酶 | Aprotinin | (6512 D) | | 右旋糖酐、葡聚糖 | Dextrans | (10-150 KD) | | 細(xì)胞色素C | Cytochrome C | (12 KD) | | 熱源物質(zhì) | Pyrogens | | (0.003-0.2 μm) | 肌紅蛋白 | Myoglobin | (16.7 KD) | | 病毒 | Viruses | | (0.005-0.1+μm) | 血紅蛋白 | Hemoglobin | (64 KD) | | 牛血清白蛋白 | BSA | (67 KD) | | 炭黑 | Carbon Black | (0.01-0.1+μm) | | 免疫球蛋白G | lgG | (150 KD) | | 免疫球蛋白M | lgM | (900 KD) | | 細(xì)菌 | Bacteria | | (0.2-30μm) | 酵母細(xì)胞 | Yeast Cells | | (0.3-8μm) | 脊髓灰質(zhì)炎病毒 | Polio Virus | | (2.37μm) | 紅血蛋白 | Red Blood Cells | | (6-8μm) | 花粉 | Pollen | | (10-100μm) | 沙子 | Sand | | (50+μm) |
透析膜廠(chǎng)家介紹目前國(guó)內(nèi)使用的透析膜多為進(jìn)口產(chǎn)品,主要有美國(guó)聯(lián)合碳化物公司和Specrtum公司(斯百全上海公司)等,其中只有Spectrum公司提供生物技術(shù)等級(jí)透析膜,來(lái)滿(mǎn)足MWCO、膜純度高要求的關(guān)鍵應(yīng)用。由于這些膜的制造過(guò)程沒(méi)有重金屬污染及硫化物,所以均為超純的,無(wú)須清潔或預(yù)處理。只需用去離子水清洗,使用通用閉合夾,添加樣品即可使用,方便、快捷! |