凝膠半透膜

『壹』 證明蛋白質不能透過半透膜的小實驗

1.根據分子大小不同進行分離純化 蛋白質是一種大分子物質,並且不同蛋白質的分子大小不同,因此可以利用一些較簡單的方法使蛋白 質和小分子物質分開,並使蛋白質混合物也得到分離.根據蛋白質分子大小不同進行分離的方法主要有透析、超濾、離心和凝膠過濾等.透析和超濾是分離蛋白質時常用的方法.透析是將待分離的混合物放入半透膜製成的透析袋中,再浸入透析液進行分離.超濾是利用離心力或壓力強行使水和其它小分子通過半透膜,而蛋白質被截留在半透膜上的過程.這兩種方法都可以將蛋白質大分子與以無機鹽為主的小分子分開.它們經常和鹽析、鹽溶方法聯合使用,在進行鹽析或鹽溶後可以利用這兩種方法除去引入的無機鹽.由於超濾過程中,濾膜表面容易被吸附的蛋白質堵塞,以致超濾速度減慢,截流物質的分子量也越來越小.所以在使用超濾方法時要選擇合適的濾膜,也可以選擇切向流過濾得到更理想的效果 離心也是經常和其它方法聯合使用的一種分離蛋白質的方法.當蛋白質和雜質的溶解度不同時可以利用離心的方法將它們分開.例如,在從大米渣中提取蛋白質的實驗中,加入纖維素酶和α-澱粉酶進行預處理後,再用離心的方法將有用物質與分解掉的雜質進行初步分離[3].使蛋白質在具有密度梯度的介質中離心的...

『貳』 半透膜包埋法的原理是什麼

半透膜包埋法的原理利用高分子聚合物形成的半透膜將細胞包埋，形成微弱型固定化細胞。包埋法的原理是將微生物細胞截流在水不溶性的凝膠聚合物孔隙的網路空間中。

『叄』 蛋白質的分離方法有哪些它們各依據蛋白質的什麼性質或特點

（一）水溶液提取法

稀鹽和緩沖系統的水溶液對蛋白質穩定性好、溶解度大、是提取蛋白質最常用的溶劑，通常用量是原材料體積的1-5倍，提取時需要均勻的攪拌，以利於蛋白質的溶解。提取的溫度要視有效成份性質而定。一方面，多數蛋白質的溶解度隨著溫度的升高而增大，因此，溫度高利於溶解，縮短提取時間。但另一方面，溫度升高會使蛋白質變性失活，因此，基於這一點考慮提取蛋白質和酶時一般採用低溫（5度以下）操作。為了避免蛋白質提以過程中的降解，可加入蛋白水解酶抑制劑（如二異丙基氟磷酸，碘乙酸等）。
下面著重討論提取液的pH值和鹽濃度的選擇。
1、pH值
蛋白質，酶是具有等電點的兩性電解質，提取液的pH值應選擇在偏離等電點兩側的pH
范圍內。用稀酸或稀鹼提取時，應防止過酸或過鹼而引起蛋白質可解離基團發生變化，從而導致蛋白質構象的不可逆變化，一般來說，鹼性蛋白質用偏酸性的提取液提取，而酸性蛋白質用偏鹼性的提取液。
2、鹽濃度
稀濃度可促進蛋白質的溶，稱為鹽溶作用。同時稀鹽溶液因鹽離子與蛋白質部分結合，具有保護蛋白質不易變性的優點，因此在提取液中加入少量NaCl等中性鹽，一般以0.15摩爾。升濃度為宜。緩沖液常採用0.02-0.05M磷酸鹽和碳酸鹽等滲鹽溶液。
（二）有機溶劑提取法
一些和脂質結合比較牢固或分子中非極性側鏈較多的蛋白質和酶，不溶於水、稀鹽溶液、稀酸或稀鹼中，可用乙醇、丙酮和丁醇等有機溶劑，它們具的一定的親水性，還有較強的親脂性、是理想的提脂蛋白的提取液。但必須在低溫下操作。丁醇提取法對提取一些與脂質結合緊密的蛋白質和酶特別優越，一是因為丁醇親脂性強，特別是溶解磷脂的能力強；二是丁醇兼具親水性，在溶解度范圍內（度為10%，40度為6.6%）不會引起酶的變性失活。另外，丁醇提取法的pH及溫度選擇范圍較廣，也適用於動植物及微生物材料。
二、蛋白質的分離純化
蛋白質的分離純化方法很多，主要有：
（一）根據蛋白質溶解度不同的分離方法
1、蛋白質的鹽析
中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著影響，一般在低鹽濃度下隨著鹽濃度升高，蛋白質的溶解度增加，此稱鹽溶；當鹽濃度繼續升高時，蛋白質的溶解度不同程度下降並先後析出，這種現象稱鹽析，將大量鹽加到蛋白質溶液中，高濃度的鹽離子（如硫酸銨的SO4和NH4)有很強的水化力，可奪取蛋白質分子的水化層，使之「失水」，於是蛋白質膠粒凝結並沉澱析出。鹽析時若溶液pH在蛋白質等電點則效果更好。由於各種蛋白質分子顆粒大小、親水程度不同，故鹽析所需的鹽濃度也不一樣，因此調節混合蛋白質溶液中的中性鹽濃度可使各種蛋白質分段沉澱。
影響鹽析的因素有：（1）溫度：除對溫度敏感的蛋白質在低溫（4度）操作外，一般可在室溫中進行。一般溫度低蛋白質溶介度降低。但有的蛋白質（如血紅蛋白、肌紅蛋白、清蛋白）在較高的溫度（25度）比0度時溶解度低，更容易鹽析。（2）pH值：大多數蛋白質在等電點時在濃鹽溶液中的溶介度最低。（3）蛋白質濃度：蛋白質濃度高時，欲分離的蛋白質常常夾雜著其他蛋白質地一起沉澱出來（共沉現象）。因此在鹽析前血清要加等量生理鹽水稀釋，使蛋白質含量在2.5-3.0%。
蛋白質鹽析常用的中性鹽，主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。
其中應用最多的硫酸銨，它的優點是溫度系數小而溶解度大（25度時飽和溶液為4.1M，即767克/升；0度時飽和溶解度為3.9M，即676克/升），在這一溶解度范圍內，許多蛋白質和酶都可以鹽析出來；另外硫酸銨分段鹽析效果也比其他鹽好，不易引起蛋白質變性。硫酸銨溶液的pH常在4.5-5.5之間，當用其他pH值進行鹽析時，需用硫酸或氨水調節。
蛋白質在用鹽析沉澱分離後，需要將蛋白質中的鹽除去，常用的辦法是透析，即把蛋白質溶液裝入秀析袋內（常用的是玻璃紙），用緩沖液進行透析，並不斷的更換緩沖液，因透析所需時間較長，所以最好在低溫中進行。此外也可用葡萄糖凝膠G-25或G-50過柱的辦法除鹽，所用的時間就比較短。
2、等電點沉澱法
蛋白質在靜電狀態時顆粒之間的靜電斥力最小，因而溶解度也最小，各種蛋白質的等電點有差別，可利用調節溶液的pH達到某一蛋白質的等電點使之沉澱，但此法很少單獨使用，可與鹽析法結合用。
3、低溫有機溶劑沉澱法
用與水可混溶的有機溶劑，甲醇，乙醇或丙酮，可使多數蛋白質溶解度降低並析出，此法分辨力比鹽析高，但蛋白質較易變性，應在低溫下進行。
（二）根據蛋白質分子大小的差別的分離方法
1、透析與超濾
透析法是利用半透膜將分子大小不同的蛋白質分開。
超濾法是利用高壓力或離心力，強使水和其他小的溶質分子通過半透膜，而蛋白質留在膜上，可選擇不同孔徑的瀘膜截留不同分子量的蛋白質。
2、凝膠過濾法
也稱分子排阻層析或分子篩層析，這是根據分子大小分離蛋白質混合物最有效的方法之一。柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝膠（Sephadex
ged）和瓊脂糖凝膠（agarose gel）。
（三）根據蛋白質帶電性質進行分離
蛋白質在不同pH環境中帶電性質和電荷數量不同，可將其分開。
1、電泳法
各種蛋白質在同一pH條件下，因分子量和電荷數量不同而在電場中的遷移率不同而得以分開。值得重視的是等電聚焦電泳，這是利用一種兩性電解質作為載體，電泳時兩性電解質形成一個由正極到負極逐漸增加的pH梯度，當帶一定電荷的蛋白質在其中泳動時，到達各自等電點的pH位置就停止，此法可用於分析和制備各種蛋白質。
2、離子交換層析法
離子交換劑有陽離子交換劑（如：羧甲基纖維素；CM-纖維素）和陰離子交換劑（二乙氨基乙基纖維素；DEAE?FONT
FACE="宋體"
LANG="ZH-CN">纖維素），當被分離的蛋白質溶液流經離子交換層析柱時，帶有與離子交換劑相反電荷的蛋白質被吸附在離子交換劑上，隨後用改變pH或離子強度辦法將吸附的蛋白質洗脫下來。（詳見層析技術章）
（四）根據配體特異性的分離方法－親和色譜法
親和層析法（aflinity
chromatography）是分離蛋白質的一種極為有效的方法，它經常只需經過一步處理即可使某種待提純的蛋白質從很復雜的蛋白質混合物中分離出來，而且純度很高。這種方法是根據某些蛋白質與另一種稱為配體(Ligand）的分子能特異而非共價地結合。其基本原理：蛋白質在組織或細胞中是以復雜的混合物形式存在，每種類型的細胞都含有上千種不同的蛋白質，因此蛋白質的分離（Separation），提純（Purification）
和鑒定（Characterization）是生物化學中的重要的一部分，至今還沒的單獨或一套現成的方法能移把任何一種蛋白質從復雜的混合蛋白質中提取出來，因此往往採取幾種方法聯合使用。
細胞的破碎
1、高速組織搗碎：將材料配成稀糊狀液，放置於筒內約1/3體積，蓋緊筒蓋，將調速器先撥至最慢處，開動開關後，逐步加速至所需速度。此法適用於動物內臟組織、植物肉質種子等。
2、玻璃勻漿器勻漿：先將剪碎的組織置於管中，再套入研桿來回研磨，上下移動，即可將細胞研碎，此法細胞破碎程度比高速組織搗碎機為高，適用於量少和動物臟器組織。
3、超聲波處理法：用一定功率的超聲波處理細胞懸液，使細胞急劇震盪破裂，此法多適用於微生物材料，用大腸桿菌制備各種酶，常選用50-100毫克菌體/毫升濃度，在1KG至10KG頻率下處理10-15分鍾，此法的缺點是在處理過程會產生大量的熱，應採取相應降溫措施。對超聲波敏感和核酸應慎用。
4、反復凍融法：將細胞在-20度以下冰凍，室溫融解，反復幾次，由於細胞內冰粒形成和剩餘細胞液的鹽濃度增高引起溶脹，使細胞結構破碎。
5、化學處理法：有些動物細胞，例如腫瘤細胞可採用十二烷基磺酸鈉（SDS）、去氧膽酸鈉等細胞膜破壞，細菌細胞壁較厚，可採用溶菌酶處理效果更好。

無論用哪一種方法破碎組織細胞，都會使細胞內蛋白質或核酸水解酶釋放到溶液中，使大分子生物降解，導致天然物質量的減少，加入二異丙基氟磷酸（DFP）可以抑制或減慢自溶作用；加入碘乙酸可以抑制那些活性中心需要有疏基的蛋白水解酶的活性，加入苯甲磺醯氟化物（PMSF）也能清除蛋白水解酥活力，但不是全部，還可通過選擇pH、溫度或離子強度等，使這些條件都要適合於目的物質的提取。
濃縮、乾燥及保存
一、樣品的濃縮
生物大分子在制備過程中由於過柱純化而樣品變得很稀，為了保存和鑒定的目的，往往需要進行濃縮。常用的濃縮方法的：
1、減壓加溫蒸發濃縮
通過降低液面壓力使液體沸點降低，減壓的真空度愈高，液體沸點降得愈低，蒸發愈快，此法適用於一些不耐熱的生物大分子的濃縮。
2、空氣流動蒸發濃縮
空氣的流動可使液體加速蒸發,鋪成薄層的溶液，表面不斷通過空氣流；或將生物大分子溶液裝入透析袋內置於冷室，用電扇對准吹風，使透過膜外的溶劑不沁蒸發，而達到濃縮目的，此法濃縮速度慢，不適於大量溶液的濃縮。
3、冰凍法
生物大分子在低溫結成冰，鹽類及生物大分子不進入冰內而留在液相中，操作時先將待濃縮的溶液冷卻使之變成固體，然後緩慢地融解，利用溶劑與溶質融點介點的差別而達到除去大部分溶劑的目的。如蛋白質和酶的鹽溶液用此法濃縮時，不含蛋白質和酶的純冰結晶浮於液面，蛋白質和酶則集中於下層溶液中，移去上層冰塊，可得蛋白質和酶的濃縮液。
4、吸收法
通過吸收劑直接收除去溶液中溶液分子使之濃縮。所用的吸收劑必需與溶液不起化學反應，對生物大分子不吸附，易與溶液分開。常用的吸收劑有聚乙二醇，聚乙稀吡咯酮、蔗糖和凝膠等，使用聚乙二醇吸收劑時，先將生物大分子溶液裝入半透膜的袋裡，外加聚乙二醇復蓋置於4度下，袋內溶劑滲出即被聚乙二醇迅速吸去，聚乙二醇被水飽和後要更換新的直至達到所需要的體積。
5、超濾法
超濾法是使用一種特別的薄膜對溶液中各種溶質分子進行選擇性過濾的方法，不液體在一定壓力下（氮氣壓或真空泵壓）通過膜時，溶劑和小分子透過，大分子受阻保留，這是近年來發展起來的新方法，最適於生物大分子尤其是蛋白質和酶的濃縮或脫鹽，並具有成本低，操作方便，條件溫和，能較好地保持生物大分子的活性，回收率高等優點。應用超濾法關鍵在於膜的選擇，不同類型和規格的膜，水的流速，分子量截止值（即大體上能被膜保留分子最小分子量值）等參數均不同，必須根據工作需要來選用。另外，超濾裝置形式，溶質成份及性質、溶液濃度等都對超濾效果的一定影響。Diaflo
超濾膜的分子量截留值：
膜名稱分子量截留值孔的大的平均直徑
XM－300300，000140
XM－200100，00055
XM－5050，00030
PM－30 30，00022
UM－2020，00018
PM－1010，00015
UM－21，00012
UM05500 10

用上面的超濾膜製成空心的纖維管，將很多根這樣的管攏成一束，管的兩端與低離子強度的緩沖液相連，使緩沖液不斷地在管中流動。然後將纖維管浸入待透析的蛋白質溶液中。當緩沖液流過纖維管時，則小分子很易透過膜而擴散，大分子則不能。這就是纖維過濾秀析法，由於透析面積增大，因而使透析時間縮短10倍。
二、乾燥
生物大分子制備得到產品，為防止變質，易於保存，常需要乾燥處理，最常用的方法是冷凍乾燥和真空乾燥。真空乾燥適用於不耐高溫，易於氧化物質的乾燥和保存，整個裝置包括乾燥器、冷凝器及真空乾燥原理外，同時增加了溫度因素。在相同壓力下，水蒸汽壓隨溫度下降而下降，故在低溫低壓下，冰很易升華為氣體。操作時一般先將待乾燥的液體冷凍到冰點以下使之變成固體，然後在低溫低壓下將溶劑變成氣體而除去。此法干後的產品具有疏鬆、溶解度好、保持天然結構等優點，適用於各類生物大分子的乾燥保存。
三、貯存
生物大分子的穩定性與保存方法的很大關系。乾燥的製品一般比較穩定，在低溫情況下其活性可在數日甚至數年無明顯變化，貯藏要求簡單，只要將乾燥的樣品置於乾燥器內（內裝有乾燥劑）密封，保持0－4度冰箱即可，液態貯藏時應注意以下幾點。
1、樣品不能太稀，必須濃縮到一定濃度才能封裝貯藏，樣品太稀易使生物大分子變性。
2、一般需加入防腐劑和穩定劑，常用的防腐劑有甲苯、苯甲酸、氯仿、百里酚等。蛋白質和酶常用的穩定劑有硫酸銨糊、蔗糖、甘油等，如酶也可加入底物和輔酶以提高其穩定性。此外，鈣、鋅、硼酸等溶液對某些酶也有一定保護作用。核酸大分子一般保存在氯化鈉或檸檬酸鈉的標准緩沖液中。
3、貯藏溫度要求低，大多數在0度左右冰箱保存，有的則要求更低，應視不同物質而定。

『肆』 酶的固定化方法有哪些

一、包埋法
定義：將酶、細胞或原生質體包埋在各種多孔載體中，使其固定化的方法。
分類：根據載體的材料和方法的不同分為凝膠包埋法（網格型包埋法）、半透膜包埋法（微囊型包埋法）。
1、凝膠包埋法：應用最廣泛的固定化方法。
定義：以各種多孔凝膠為載體，將酶、細胞或原生質體包埋在凝膠的微孔內的固定化方法。
載體：瓊脂凝膠、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠、明膠、聚丙烯醯胺凝膠等。
注意事項：凝膠的孔徑應控制在小於酶分子直徑的范圍內；不適於那些底物或產物分子很大的酶類的固定化。
2、半透膜包埋法
定義：將酶或細胞包埋在由各種高分子聚合物製成的小球內，製成固定化酶或固定化細胞。
載體：聚醯胺膜、火棉膠膜等。 適用：底物和產物都是小分子物質的酶的固定化。
方法：將酶液滴分散在與水互不相溶的有機溶劑中，在酶液滴表面形成半透膜，將酶包埋在微膠囊中。

二、結合法
定義：選擇適宜的載體，使之通過共價鍵或離子鍵與酶結合在一起的固定化方法。
分類：根據酶與載體結合的化學鍵不同分為離子鍵結合法、共價鍵結合法。
1、離子鍵結合法
定義：通過離子鍵使酶與載體結合的固定化方法。
載體：某些不溶於水的離子交換劑，如DEAE-纖維素、DEAE-葡聚糖凝膠。
方法：一定條件下，酶與載體混合攪拌幾小時，或是將酶液緩緩流過處理好的離子交換柱。
特點：結合力較弱，在pH、離子強度等條件改變時，酶容易脫落。
使用注意：pH、離子強度、溫度等的控制。
2、共價鍵結合法
定義：通過共價鍵將酶與載體結合的固定化方法。
常用載體：纖維素、葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠等
可以形成共價鍵的基團：氨基、羧基、巰基、羥基、酚基和咪唑基等。
特點：結合牢固、酶不會脫落、可連續使用較長時間；載體活化的操作復雜；共價結合可能影響酶的空間結構，從而影響酶的催化活性。

『伍』 酶、細胞、原生質體固定化

酶的一些不足之處：
（1）酶的穩定性較差
（2）酶的一次性使用
（3）產物的分離純化較困難
◆改善方法之一就是固定化技術的應用:
(1)固定化酶是指固定在一定載體上並在一定的空間范圍內進行催化反應的酶.固定化酶既保持了酶的催化特性,又克服了游離酶的不足之處,具有增加穩定性,可反復或連續使用以及易於和反應產物分開等顯著優點.
(2)固定化細胞是指固定在載體上並在一定的空間范圍內進行生命活動的細胞.也稱為固定化活細胞或固定化增值細胞.通常只能用於胞外酶等胞外產物的生產.
(3) 固定化原生質體技術,有利於胞內物質的分泌.
1. 酶固定化
◆採用各種方法,將酶與水不溶性的載體結合,制備固定化酶的過程稱為酶的固定化.固定在載體上並在一定的空間范圍內進行催化反應的酶稱為固定化酶.
◆固定在載體上的菌體或菌體碎片稱為固定化菌體,它是固定化酶的一種形式.
1.1酶的固定化方法
固定化的方法：吸附法、包埋法、結合法、交聯法和熱處理法等.
(1)吸附法：
◆利用各種固體吸附劑將酶或含酶菌體吸附在其表面上,而使酶固定化的方法稱為物理吸附法,簡稱吸附法.
◆物理吸附法常用的固體吸附劑有活性炭、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、羥基磷灰石等.
◆靠物理吸附作用,結合力較弱,酶與載體結合不牢固而容易脫落,所以使用受到一定的限制.
(2)包埋法
◆將酶或含酶菌體包埋在各種多孔載體中,使酶固定化的方法稱為包埋法.
◆包埋法使用的多孔載體主要有：瓊脂、瓊脂糖、海藻酸鈉、角叉菜膠、明膠、聚丙烯醯胺、光交聯樹脂、聚醯胺、火棉膠等.
◆包埋法制備固定化酶或固定化菌體時,根據載體材料和方法的不同,可分為凝膠包埋法和半透膜包埋法兩大類.
◇凝膠包埋法：凝膠包埋法是將酶或含酶菌體包埋在各種凝膠內部的微孔中,製成一定形狀的固定化酶或固定化含酶菌體.大多數為球狀或片狀,也可按需要製成其他形狀.
常用的凝膠有瓊脂凝膠、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠、明膠等天然凝膠以及聚丙烯醯胺凝膠、光交聯樹脂等合成凝膠.
◇半透膜包埋法：半透膜包埋法是將酶包埋在由各種高分子聚合物製成的小球內,製成固定化酶.
常用於制備固定化酶的半透膜有聚醯胺膜、火棉膠膜等.
(3)結合法
◆選擇適宜的載體,使之通過共價鍵或離子鍵與酶結合在一起的固定化方法稱為結合法.
◆根據酶與載體結合的化學鍵不同,結合法可分為離子鍵結合法和共價鍵結合法.
◇離子鍵結合法：通過離子鍵使酶與載體結合的固定化方法稱為離子鍵結合法.
離子鍵結合法所使用的載體是某些不溶於水的離子交換劑.常用的有DEAE-纖維素、TEAE-纖維素、DEAE-葡聚糖凝膠等.
◇共價鍵結合法：通過共價鍵將酶與載體結合的固定化方法稱為共價鍵結合法.
共價鍵結合法所採用的載體主要有：纖維素、瓊脂糖凝膠、葡聚糖凝膠、甲殼質、氨基酸共聚物、甲基丙稀醇共聚物等.
酶分子中可以形成共價鍵的基團主要有：氨基、羧基、巰基、羥基、酚基和咪唑基等.
◇要使載體與酶形成共價鍵,必須首先使載體活化,即藉助於某種方法,在載體上引進一活潑基團.然後此活潑基團再與酶分子上的某一基團反應,形成共價鍵.
◇使載體活化的方法很多.主要的有重氮法、迭氮法、溴化氰法和烷化法等.
(4)交聯法
◆藉助雙功能試劑使酶分子之間發生交聯作用,製成網狀結構的固定化酶的方法稱為交聯法.交聯法也可用於含酶菌體或菌體碎片的固定化.
◆常用的雙功能試劑有戊二醛、己二胺、順丁烯二酸酐、雙偶氮苯等.其中應用最廣泛的是戊二醛.
(5)熱處理法
◆將含酶細胞在一定溫度下加熱處理一段時間,使酶固定在菌體內,而制備得到固定化菌體.◆熱處理法只適用於那些熱穩定性較好的酶的固定化,在加熱處理時,要嚴格控制好加熱溫度和時間,以免引起酶的變性失活.
1.2固定化酶的特性
(1)穩定性:固定化酶的穩定性一般比游離酶的穩定性好.
(2)最適溫度: 固定化酶的最適作用溫度一般與游離酶差不多,活化能也變化不大.
(3)最適pH值: 酶經過固定化後,其作用的最適pH值往往會發生一些變化.
◆影響固定化酶最適pH值的因素主要有兩個,一個是載體的帶電性質,另一個是酶催化反應產物的性質.
(4)底物特異性: 固定化酶的底物特異性與游離酶比較可能有些不同,其變化與底物分子量的大小有一定關系.對於那些作用於低分子底物的酶,固定化前後的底物特異性沒有明顯變化.
◆固定化酶底物特異性的改變,是由於載體的空間位阻作用引起的.
1.3固定化酶的應用
固定化酶既保持了酶的催化特性,又克服了游離酶的不足之處,具有如下顯著的優點：
（1）酶的穩定性增加,減少溫度、pH值、有機溶劑和其他外界因素對酶的活力的影響,可以較長期地保持較高的酶活力.
（2）固定化酶可反復使用或連續使用較長時間,提高酶的利用價值,降低生產成本.
（3）固定化酶易於和反應產物分開,有利於產物的分離純化,從而提高產品質量.
固定化酶已廣泛地應用於食品、輕工、醫葯、化工、分析、環保、能源和科學研究等領域.

2.細胞固定化
◆通過各種方法將細胞與水不溶性的載體結合,制備固定化細胞的過程稱為細胞固定化.(固定化活細胞或固定化增殖細胞)
◆微生物細胞、植物細胞和動物細胞都可以製成固定化細胞.
2.1細胞固定化的方法
◆主要可分為吸附法和包埋法兩大類方法.
(1)吸附法
◆利用各種固體吸附劑,將細胞吸附在其表面而使細胞固定化的方法稱為吸附法.
◆用於細胞固定化的吸附劑主要有：硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料、金屬絲網、微載體和中空纖維等.
(2) 包埋法
◆將細胞包埋在多孔載體內部而製成固定化細胞的方法稱為包埋法.
◆包埋法可分為凝膠包埋法和半透膜包埋法.
◇以各種多孔凝膠為載體,將細胞包埋在凝膠的微孔內而使細胞固定化的方法稱為凝膠包埋法.
○凝膠包埋法是應用最廣泛的細胞固定化方法,適用於各種微生物、動物和植物細胞的固定化.
○凝膠包埋法所使用的載體主要有瓊脂、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠、明膠、聚丙烯醯胺凝膠和光交聯樹脂等.
2.2微生物細胞固定化
2.2.1固定化微生物細胞的特點：
①固定化微生物細胞保持了細胞的完整結構和天然狀態,穩定性好.
②固定化微生物細胞保持了細胞內原有的酶系、輔酶體系和代謝調控體系,可以按照原來的代謝途徑進行新陳代謝,並進行有效的代謝調節控制.
③發酵穩定性好,可以反復使用或者連續使用較長的一段時間.
④固定化微生物細胞密度提高,可以提高產率.
⑤提高工程菌的質粒穩定性,
2.2.2固定化微生物細胞的應用
◆主要用在兩個方面：
◇是利用固定化微生物細胞發酵生產各種胞外產物.
◇二是利用固定化微生物細胞與各種電極結合製成微生物電極.
(1)利用固定化微生物生產各種產物
(2)固定化微生物細胞製造微生物感測器
2.3植物細胞固定化
2.3.1固定化植物細胞的特點：
（1）植物細胞經固定化後,由於有載體的保護作用,可減輕剪切力和其他外界因素對植物細胞的影響,提高植物細胞的存活率和穩定性.
（2）細胞經固定化後,被束縛在一定的空間范圍內進行生命活動,不容易聚集成團.
（3）固定化植物細胞發酵可以簡便地在不同地培養階段更換不同的培養液,即首先在生長培養基中生長增殖,在達到一定的細胞密度後,改換成發酵培養基,以利於生產各種所需的次級代謝物.
（4）固定化植物細胞可反復使用或連續使用較長的一段時間,大大縮短生產周期,提高產率.
（5）固定化植物細胞易於與培養液分離,利於產品的分離純化,提高產品質量.
2.3.2 植物細胞固定化的方法：
◆植物細胞固定化的方法主要有吸附法和包埋法兩種.
◆吸附法是將植物細胞吸附在泡沫塑料的孔洞或裂縫內,或者將植物細胞吸附在中空纖維的外壁上.
◆包埋法是將植物細胞包埋在瓊脂、角叉菜膠、海藻酸鈣凝膠、聚丙烯醯胺凝膠、明膠等多孔凝膠之中.包埋方法與微生物細胞包埋時基本相同.
2.3.3固定化植物細胞的應用：
◆固定化植物細胞的主要用途是製造人工種子,就有可能獲得大量具有相同遺傳特性的植株.對種質的保存具有重要意義.並可以節約種子的用量.
◆固定化植物細胞還可以用於生產各種色素、香精、葯物、酶等次級代謝物.
2.4動物細胞固定化
2.4.2固定化動物細胞的特點：
（1）提高細胞存活率：動物細胞經固定化後,由於有載體的保護作用,可以減輕或免受剪切力的影響,同時動物細胞可附著在載體表面生長,從而可顯著提高動物細胞的存活率.
（2）提高產率：動物細胞固定化後,可先在生長培養基中生長繁殖,使細胞在載體上形成最佳分布並達到一定的細胞密度.然後可簡便地改換成發酵培養基,控制發酵條件,使細胞從生長期轉變到生產期,以利於提高產率.
（3）固定化動物細胞可反復使用或連續使用較長的時間.例如,中國倉鼠卵巢細胞（CHO）生產人干擾素可以穩定地生產30天.
（4）固定化細胞易於與產物分開,利於產物分離純化,提高產品質量.
2.4.2動物細胞固定化方法：
◆動物細胞固定化地方法有吸附法和包埋法兩種.
(1)吸附法：
◆大多數動物細胞屬於附著細胞,它們在培養過程中,必須趨向於附著在固體表面.故此吸附法特別適合於動物細胞的固定化.
◆轉瓶是由玻璃或塑料製成,表面經過一定方法處理而帶上電荷.
◆微載體是指顆粒細小的固定化載體,直徑一般為100～200μm,相對密度接近1.0.是由帶有表面電荷的葡聚糖、明膠、纖維素、聚丙烯醯胺、聚苯乙烯或玻璃等材料製成.微載體已用於多種動物細胞的固定化；
◆中空纖維由聚丙烯、硅化聚碳酸酯等高分子聚合物製成.
(2)包埋法
◆包埋固定化法一般適用於懸浮細胞.
◆根據載體和方法的不同,有凝膠包埋法、半透膜包埋法兩種.
①凝膠包埋法：利用各種多孔凝膠為載體將動物細胞固定化.細胞被固定在凝膠的微孔中生長繁殖和新陳代謝,由於有載體的保護,動物細胞有較好的穩定性,可顯著提高其存活率.
用於動物細胞固定化的凝膠載體主要有瓊脂糖凝膠、海藻酸鈣凝膠和血纖維蛋白等.
②半透膜包埋法：利用高分子聚合物形成的半透膜將動物細胞包埋,形成微囊型固定化動物細胞.
2.4.3固定化動物細胞的應用：
動物細胞中大部分為貼壁細胞,需要貼附在載體的表面才能正常生長.所以固定化動物細胞廣泛應用.特別是採用微載體對動物細胞進行吸附固定化.

3.原生質體固定化
◆固定化原生質體的制備主要包括原生質體的制備和原生質體固定化兩個階段.
3.1原生質體的制備
◆不同種類的細胞,由於各自細胞壁的組成、結構和性質不同,原生質體的制備方法也不一樣.
◆原生質體的制備過程是首先將對數生長期的細胞收集起來,懸浮在含有滲透壓穩定劑的高滲緩沖液中.然後加入適宜的細胞壁水解酶,在一定的條件下作用一段時間,使細胞壁破壞.分離除去細胞壁碎片、未作用的細胞以及細胞壁水解酶,而得到原生質體.
◆除去細胞壁所使用的酶應根據細胞壁的主要成分的不同而進行選擇.
◇細菌的細胞壁主要成分是肽多糖,所以細菌原生質體制備時主要採用從蛋清中得到的溶菌酶；
◇酵母細胞壁主要由β-葡聚糖構成,故採用β-1,3-葡聚糖酶；
◇黴菌的細胞壁組分比較復雜,除含有幾丁質外,還有其他多種組分,故要去除黴菌的細胞壁,則需有幾丁質酶與其他有關酶共同作用.
◇植物細胞壁由纖維素、半纖維素和果膠組成,故制備植物原生質體時主要應用纖維素酶和果膠酶.
◆為防止制備得到的原生質體破裂,應加入適當的滲透壓穩定劑.如：無機鹽、糖類、糖醇等化合物.
◆應選擇對數生長期的細胞制備原生質體,以獲得較高的原生質體形成率.
◆所加進的細胞壁溶解酶的種類和濃度、酶作用溫度,pH值以及作用時間等對原生質體的制備都有明顯影響,必須經過試驗確定其最佳條件.
3.2原生質體固定化
◆採用包埋法製成固定化原生質體.
◆原生質體固定化一般採用凝膠包埋法.常用的凝膠有：瓊脂凝膠、海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠和光交聯樹脂等.
3.3固定化原生質體的特點：
(1)固定化原生質體由於解除了細胞壁這一擴散屏障,可增加細胞膜的通透性,有利於氧氣和營養物質的傳遞和吸收,也有利於胞內物質的分泌,可顯著提高產率.
(2)固定化原生質體由於有載體的保護作用,具有較好的操作穩定性和保存穩定性,可反復使用和連續使用較長的時間,利於連續化生產.在冰箱保存較長時間後仍能保持其生產能力.
(3)固定化原生質體易於和發酵產物分開,有利於產物的分離純化,提高產品質量.
(4)固定化原生質體發酵的培養基中需要添加滲透壓穩定劑,以保持原生質體的穩定性.這些滲透壓穩定劑在發酵結束後,可用層析或膜分離技術等方法與產物分離.
3.4固定化原生質體的應用
固定化原生質體一方面保持了細胞原有的新陳代謝特性,可以照常產生原來在細胞內產生的各種代謝產物,另一方面又去除了細胞壁這一擴散屏障,有利於胞內產物不斷地分泌到胞外,這樣就可以不經過細胞破碎和提取工藝而在發酵液中獲得所需的發酵產物,為胞內物質的工業化生產開辟了新途徑.
固定化原生質體可用於各種氨基酸、酶和生物鹼等物質的生產以及甾體轉化等.

『陸』 疏水性凝膠為什麼只能在有機溶劑中操作

當這種凝膠浸入水或水溶液後，由於相分離作用在凝膠表面快速形成了半透膜的結構，導致有機凝膠與水發生強烈的不對稱擴散行為。由於有機溶劑被有效保留在凝膠中，產生較高的滲透壓從而驅使水滲透進凝膠當中。而吸收水後有機凝膠由於相分離會在內部形成多孔結構。龔劍萍等人以PMA為疏水性聚合物，THF與DMSO作為親水性有機溶劑對該反常現象進行研究，並以其他疏水性聚合物/親水性有機溶劑體系附以驗證，相關成果以題目為「Hydrophobic Hydrogels with Fruit-Like Structure and Functions」的研究論文發表在《Advanced Materials》上。

【圖文解析】

圖1有機凝膠經歷溶劑交換的體積變化以及「hydrophobic hydrogels」的形成過程

當有機凝膠浸入到水中，相分離過程隨即發生。由於不同有機溶劑與聚合物和水的相對親和力不同，有機凝膠在水中發生正常的收縮（圖(a)）與異常的膨脹行為（圖(b)），(a)和(b)的點線圖為有機凝膠原始大小。圖(c)為正常的收縮現象，經THF溶脹後的PMA（左）與浸入水8h的PMA-THF有機凝膠（右）。圖(d)為異常的膨脹現象，經DMSO溶脹後的PMA（左）與浸入水8h的PMA-DMSO有機凝膠（右）。圖(e)為兩種有機凝膠與水作用後的膨脹率隨時間的變化，起始狀態為直徑35mm、厚度2mm的碟狀凝膠。圖(f)為PMA/DMSO被水溶脹前後的單向拉伸圖，曲線上的字為楊氏模量。圖(g)為PMA/DMSO有機凝膠被水溶脹後其DMSO的殘留量隨時間的變化。圖(h)為被鹽溶液溶脹後的PMA/DMSO有機凝膠其內部鹽離子的濃度，Rh為陽離子的水合半徑，小圖為NaCl溶液隨時間變化的溶脹行為

『柒』 在化學中，過濾器放的一定是濾紙嗎如果放半透膜，還叫過濾器么

「超過濾器」
半透膜過濾法 即用孔徑較大的半透膜，在壓差（一般在0.7～10千克力／厘米專2）和紊流流動屬的情況下，溶液中的溶劑和電解質等能透過半滲透膜，而膠體、微粒和分子量較大的物質則被截留。這種方法的分離能力比微濾法高，因而稱為超過濾。溶液中的大分子物質分散系的滲透壓很小,所以超過濾法所需的操作壓力較低。超過濾法的透水速度開始時隨著操作壓力提高而增加，但當大分子物質在膜表面積累形成凝膠層後，透水速度就與操作壓力的變化無關，而同凝膠層的阻力大小成反比。 目前應用較廣的半透膜是醋酸纖維素膜，其次為芳香聚醯胺膜，中國普遍應用前者。醋酸纖維素膜是一種不對稱膜，由表面緻密層和支撐層組成。表面緻密層起脫鹽作用,厚約0.2～1.0微米,占膜總厚度的0.2～1.0％；支撐層是多孔結構，起支撐表層的作用並便於透水。芳香聚醯胺膜也是一種不對稱膜。成膜材料主要為芳香聚醯胺、芳香聚醯胺- 醯肼以及其他一些含氮芳香聚合物。此外還有聚苯碸對苯二甲醯胺膜、聚苯並咪唑膜、磺化聚苯醚膜、磺化聚碸膜、聚四氟乙烯接枝膜、無機的多孔玻璃膜和氧化石墨膜等等。

『捌』 半透膜能過濾鹼水嗎

可以的。
半透膜過濾法 即用孔徑較大的半透膜，在壓差（一般在0.7～10千克力/厘米2）和紊流流動的情況下，溶液中的溶劑和電解質等能透過半滲透膜，而膠體、微粒和分子量較大的物質則被截留。這種方法半透膜過濾法 即用孔徑較大的半透膜，在壓差（一般在0.7～10千克力/厘米2）和紊流流動的情況下，溶液中的溶劑和電解質等能透過半滲透膜，而膠體、微粒和分子量較大的物質則被截留。這種方法的分離能力比微濾法高，因而稱為超過濾。溶液中的大分子物質分散系的滲透壓很小,所以超過濾法所需的操作壓力較低。超過濾法的透水速度開始時隨著操作壓力提高而增加，但當大分子物質在膜表面積累形成凝膠層後，透水速度就與操作壓力的變化無關，而同凝膠層的阻力大小成反比。 目前應用較廣的半透膜是醋酸纖維素膜，其次為芳香聚醯胺膜，中國普遍應用前者。醋酸纖維素膜是一種不對稱膜，由表面緻密層和支撐層組成。表面緻密層起脫鹽作用,厚約0.2～1.0微米,占膜總厚度的0.2～1.0%；支撐層是多孔結構，起支撐表層的作用並便於透水。芳香聚醯胺膜也是一種不對稱膜。成膜材料主要為芳香聚醯胺、芳香聚醯胺- 醯肼以及其他一些含氮芳香聚合物。此外還有聚苯碸對苯二甲醯胺膜、聚苯並咪唑膜、磺化聚苯醚膜、磺化聚碸膜、聚四氟乙烯接枝膜、無機的多孔玻璃膜和氧化石墨膜等等。的分離能力比微濾法高，因而稱為超過濾。溶液中的大分子物質分散系的滲透壓很小,所以超過濾法所需的操作壓力較低。超過濾法的透水速度開始時隨著操作壓力提高而增加，但當大分子物質在膜表面積累形成凝膠層後，透水速度就與操作壓力的變化無關，而同凝膠層的阻力大小成反比。 目前應用較廣的半透膜是醋酸纖維素膜，其次為芳香聚醯胺膜，中國普遍應用前者。醋酸纖維素膜是一種不對稱膜，由表面緻密層和支撐層組成。表面緻密層起脫鹽作用,厚約0.2～1.0微米,占膜總厚度的0.2～1.0%；支撐層是多孔結構，起支撐表層的作用並便於透水。芳香聚醯胺膜也是一種不對稱膜。成膜材料主要為芳香聚醯胺、芳香聚醯胺- 醯肼以及其他一些含氮芳香聚合物。此外還有聚苯碸對苯二甲醯胺膜、聚苯並咪唑膜、磺化聚苯醚膜、磺化聚碸膜、聚四氟乙烯接枝膜、無機的多孔玻璃膜和氧化石墨膜等等。

『玖』 聚丙烯醯氨凝膠電泳的實驗材料

一．設備
進行凝膠電泳的裝置見圖版4。
1）直流電源如果一次進行電泳的管數在20管以內可以用最大電流300毫安的整流器（硅或硒整流器），調壓范圍0—300伏。
2）電泳裝置包括二個緩沖液槽和電泳 管。液槽可以用玻璃或塑料製成，在底部鑽孔。插入電泳管，用有孔橡皮塞固定。電泳管選用孔徑均勻一致的玻璃管切制。長10厘米，內徑 ^5毫米。脫色用玻璃管長10厘米，內徑8毫米。底部稍拉尖，用半透膜及橡皮圈套住底部。
3）凝膠管架灌裝凝膠管時使管保持垂直位置，用有機玻璃製成。
二．操作方法
1）凝膠管的制備將電泳玻管用小橡皮塞塞住底部，然後灌入新配的凝膠溶液（方法見下文）。每管加至液體高度為7．5厘米。為了保證凝膠表面平整可用注射器通過細針頭小心地加一層（高約1厘米）蒸餾水於表面上，勿使與凝膠液混合，室溫放置。如果條件合適溶液於 30—60分鍾內聚合而成凝膠。凝膠溶液的配製方法如下：溶液甲：丙烯醯胺（氯仿重結晶）25克，雙體（甲醇重結晶）1克，加水配成100毫升溶液。必要時用三羥甲基氨基甲烷調pH至7．0。溶液乙：二甲氨基丙腈l毫升，三羥甲基氨基甲烷0．85克（也可用0．625克氨三乙醇或氨乙醇）加水至100毫升。溶液丙：K3Fe(cN)6分析純0．075克，加水至100毫升新配。用作阻聚劑以延緩凝聚時間。使操作方便，如凝聚時間已足夠長可以用蒸餾水代替。溶液丁：過硫酸銨（二級）2．8克加水至 100毫升新配。必要時用氨水調pH至7．0 c， 溶液甲及乙配後可在冰箱中保存數月。溶液丙及丁用時新配。臨用前將溶液甲、乙、丙、丁等量混合。
2）准備把已灌裝凝膠的玻管通過有孔椽皮塞安裝在上面液槽的底孔中，在上下兩槽內分別注入緩沖液。裝上後電泳管下端應浸沒在下槽的緩沖液中，管下端勿留氣泡。血清電泳可以用巴比妥緩沖液pH一8．6，離子強度0．05（配法：巴比妥鈉10．3克，二乙基巴比土酸1．84克，加水至1升，溫熱使溶。加硫柳汞0．1克防霉）。
3）加樣在資料介紹的方法中，一般還在了這一步。在血清樣品中加入少量蔗糖以增加密度，用血紅蛋白吸管直接小心地加在凝膠表面上，加樣量一般為7微升血清。如果在樣品中混入少量溴酚蘭指示劑就可以在電泳過程中觀察前沿移動的情況。
4）電泳在二液槽中安放鉑金絲電極；正極在下，負極在上。接通電源進行電泳，電場強度10伏/厘米左右，視室溫高低而定。室溫較高時宜用較低的電壓以免發熱過度影響分離。蛋白質向正極移動。侍染料前沿移動至管底近處，停止電流。電泳時間為1一2小時。電泳完畢取下凝膠管，用細長針頭沿管壁注蒸餾水，使凝膠與管壁剝開。然後用橡皮球壓出凝膠條。
5）染色及脫色電泳後的凝膠條在1%氨基黑10B在7%醋酸溶液中固定並染色1小時以上。染色後的凝膠條用7%醋酸洗滌數次。置於脫色玻管中，在同一電泳裝置中電解脫色。此時改用7%醋酸充裝在液槽中。通電後過剩凝膠之上再加一層大孔凝膠，樣品聚合在最後的另一層凝膠中（圖2）。在我們的試驗中省略的染料泳向正極。脫色時電場強度25伏/厘米，電流10—1 5毫安/管。3—4小時脫色完畢。增高電壓可以加速脫色。有色的醋酸溶液通過盛有活性炭的漏斗過濾，即可除去染料，重新使用。
6）保存與記錄脫色後的凝膠可以裝在盛有7%醋酸的有塞試管中保存數年。也可以自然乾燥後保存，在需要觀察時再浸在7%醋酸中溶脹成原來形狀。記錄可以用照相攝影。也可以用光密度計進行捕記。光密度計的分辨力決定於其狹縫寬窄及光電管放大倍數。
三、實驗結果
1．電泳條件的選擇
為了選擇血清蛋白電泳較合適的條件，我們分別對單體濃度、雙體濃度、配製凝膠時所用不同正離子、各種電壓、二甲氨基丙腈的濃度、過硫酸銨的濃度等條件進行了試驗。根據以上試驗結果，我們在分離血清蛋白時選用的條件是：單體濃度6.25-6.5%，雙體占總丙烯醯胺量的4—5%，正離子採用三羥甲基氨基甲烷，二甲氨基丙腈及過硫酸銨濃度分別為0.25%及0.7%。電泳電壓以7—10伏/厘米較為合適。但電泳時間較長，約2—3小時，室溫低時可以電壓稍高。如果室溫較高則可以在冰箱中進行電泳。
2．人血清及其酒精分劃部分的凝膠電泳
採用上述條件我們進行了正常人血清的凝膠電泳。一般可以分成15—20條區帶。我們也根據RaFmand介紹的兩向電泳方法比較了紙電泳和凝膠電泳各區帶的相對關系。紙電泳上的a：區帶在凝膠電泳中可被分離成10條以上區帶。但紙電泳中d，區帶的一部分則與凝膠電泳中自蛋白區帶相重合。二種電泳方法所得的圖譜見圖版9。在正常人血清中後白蛋白（PA）、轉鐵蛋白(Tr）和觸珠蛋白（HP）均有不同的型， 一例骨髓瘤病人血清的和凝膠電泳自由電泳圖譜的比較見圖版11、12。我們也比較了酒精分劃人血漿各部分的紙電泳和凝膠電泳圖譜，結果見圖版13。從圖中可見在紙上電泳檢定時看來較純晦白蛋白和丙種球蛋白部分，在凝膠電泳中可見明顯的其他蛋白區帶。
3．放射病狗血清蛋白電泳的觀察 放射病動物血清蛋白的改變可以在紙電泳中觀察到。一般認為狗在照射後吻球蛋白有增高。用凝膠電泳觀察可以得到更深入的資 料。正常狗血清的凝膠電泳圖譜大致與人相 似。狗受致死量照射後第九天有明 顯變化，至極期時則可以觀察到鴨、Tr、融及 sp等區帶有明顯增高。我們用胎3—10型光 譜儀用光密度計將電泳圖譜進行了掃描，所得 結果見圖3，圖版14。由於儀器的限制光縫 最小隻能達到0．5毫米，從而影響了其分辨力。但與正常血清對比可以見到其改變的情況，這 遠比紙電泳中所見更為明顯。我們認為如果聯 系臨床表現對變化的本質進行一些研究，將有 助於了解放射病極期來到前後體內蛋白質代謝的一些情況。
4．在分離正常人尿DNase時的凝膠電泳 觀察 用葡聚糖凝膠分離人尿中DNase時可以除去大部分其他蛋白質和雜質。但分離所得的製品用凝膠電泳觀察還可以見到五條以上的蛋白質區帶（見圖版14）。將凝膠條在未染色前置於含大分子DNA的瓊脂平板上，在37c』溫箱中保溫2—3小時，再用5%三氯醋酸加至如此處理過的瓊脂板上，可以看到乳白色本底上出現被酶水解後的透明斑點。將凝膠條用氨黑染色後顯示其蛋白區帶的位置。二者比較就可以確定具有酶活性的成分的相應電泳位置。我們的試驗中觀察到人尿DNase在凝膠電泳中至少被分離成二條以上有酶活性的區帶。說明有同功酶的可能。應用這一方法可以較深人地觀察體液中酶的情況。同時也說明可以用凝膠電泳來指示生物制劑制備過程中純化的情況。
四、結 論
本文介紹了聚丙烯醯胺凝膠電泳的一些初步實驗條件和實驗結果，並與紙電泳、自由電泳等進行了對比。從結果中可以看到聚丙烯醯胺凝膠電泳的分辨力較強，重演性良好。它在臨床生化分析及生物活性物質的分離、制備中和純度鑒定中具有較廣泛應用的可能性。

『拾』 生物教材中還提到哪些不能透過半透膜的小分子

半透膜（semipermeable membrane），是抄一種對不同質點的通過具有選擇性的薄膜。一種由線狀膠體粒子交織而成的立體網狀結構的凝膠薄膜。依靠膜的篩濾作用或選擇溶質作用,能使某些物質(如水)透過,而另一些物質(如蛋白質)不能透過。例如動、植物的細胞壁,動物的膀胱膜,羊皮紙以及人工合成的一些無機、有機多孔性半透膜如硝酸纖維、醋酸纖維等。

物質能否通過半透膜，一是取決於膜兩側的濃度差，即只能從高濃度的一側向低濃度的一側移動；二是取決於該物質顆粒直徑的大小，即某物質顆粒直徑只有小於半透膜的孔徑才能自由通過，否則不能。物質通過半透膜遵循擴散作用的原理，是自由擴散過程。

小分子和大分子的界定依膜的種類不同而劃分范圍不同。例如：對於雞蛋膜來說，葡萄糖分子就是大分子物質；而對於透吸管來說葡萄糖是小分子物質；對於腸衣來說，碘及葡萄糖是小分子物質，而澱粉是大分子物質。