透析超濾曲線的應用

㈠ 何謂透析在實際工作中的應用及原理如何

血液透析(Hemodialysis，HD)通過其生物物理機制，完成對溶質及水的清除和轉運，其基本原理是通過彌散(Diffusion)、對流(Convection)及吸附(Absorption)清除血液中各種內源性和外源性「毒素」；通過超濾(Ultrafiltration)和滲透(Osmosis)清除體內瀦留的水分，同時糾正電解質和酸鹼失衡，使機體內環境接近正常從而達到治療的目的。
1. 溶質轉運
a. 彌散轉運
溶質依靠濃度梯度從高濃度一側向低濃度一側轉運，稱此現象為彌散。溶質的彌散轉運能源來自溶質的分子或微粒自身的不規則運動(布朗運動)。在兩種溶液之間放置半透膜，溶質通過半透膜從高濃度溶液向低濃度溶液中運動，稱為透析。這種運動的動力是濃度梯度。HD的溶質交換主要是通過彌散轉運來完成的。血液中的代謝廢物向透析液側移動，從而減輕尿毒症症狀；透析液中鈣離子和鹼基移入血液中，以補充血液的不足。為敘述方便，一般提到的是凈物質轉運，實際上通過膜的溶質交換是雙向性的。
b. 對流轉運
溶質伴隨含有該溶質的溶劑一起通過半透膜的移動，稱對流。溶質和溶劑一起移動是磨擦力作用的結果。不受溶質分子量和其濃度梯度差的影響。跨膜的動力是膜兩側的水壓差，即所謂溶質牽引作用(Solvent Drag)。HD和血液過濾(Hemofiltration，HF)時，水分從血液側向透析側或濾液側移動(超濾)時，同時攜帶水分中的溶質通過透析膜。超濾液中的溶質轉運，就是通過對流的原理進行的。反映溶質在超濾時可被濾過膜清除的指標是篩選系數，它是超濾液中某溶質的濃度除以其血中濃度。因此，利用對流清除溶質的效果主要由超濾率和膜對此溶質篩選系數決定。
c. 吸附
吸附是通過正負電荷的相互作用或范德華(Van der Wassls)力和透析膜表面的親水性基團選擇性吸附某些蛋白質、毒物及葯物(如b2-M、補體、炎症介質、內毒素等)。膜吸附蛋白質後可使溶質的擴散清除率降低。在血液透析過程中，血液中某些異常升高的蛋白質、毒物和葯物等選擇性地吸附於透析膜表面，使這些致病物質被清除，從而達到治療目的。
2. 水的轉運
液體在水力學壓力梯度或滲透壓梯度作用下通過半透膜的運動，稱超濾。臨床透析時，超濾是指水分從血液側向透析液側移動；反之，如果水分從透析液側向血液側移動，則稱反超濾。
3. 酸鹼平衡紊亂的糾正
透析患者每天因食物代謝產生50~100mEq的非揮發性酸，由於患者的腎功能障礙，這些酸性物質不能排出體外，只能由體內的鹼基中和。體內中和酸性產物的主要物質是碳酸氫鹽，因此尿毒症患者血漿中的H2CO3濃度常降低，平均為20~ 22mEq/L左右。透析時常利用透析液中較血液濃度高的鹼基彌散入血來中和體內的酸性產物。
二 影響透析效率的因素
1. 透析器類型
目前各種類型透析器對中、小分子物質的清除以及對水分超濾的效率較大程度上取決於透析膜性能。如聚碸膜、聚甲基丙烯酸甲脂膜和聚丙烯膜等對中分子物資和水分清除效果優於銅仿膜透析器。此外，透析效率尚與透析器有效透析面積成正比。一般應選用透析面積為1.2~1.5m2的透析器為宜。
2. 透析時間
透析時間與透析效率呈正比。使用中空纖維透析器，一般每周透析時間為12~15h。
3. 血液和透析液的流量
每分鍾流入透析器內的血液和透析液流量與透析效果密切相關。HD過程中，體內某些代謝產物如肌酐或尿素氮的清除率，一般可由簡化的清除率公式計算：
清除率＝
Ci＝某溶質流入透析器濃度；
Co＝某容質流出透析器的濃度；
QB＝入透析器的血流量(ml/min )。
從公式中可以看出：(1)血流量越大，清除率越高；(2)在透析過程中，血液內某一溶質的清除與該物質在血液側與透析液側的濃度的梯度差呈正比，為保持最大的濃度梯度差，可以增加透析液流量。此外，清除效果尚與透析液通過透析器時接觸透析膜的量、面積、時間有關。血流與透析液在透析器內反向流動，可增加接觸時間。故透析液流量亦直接影響溶質的清除。常規HD要求血流量為200~ 300ml/min，透析液流量為500ml/min。若能提高血流量至300ml/min，或必要時提高透析液流量至600~ 800ml/min，則更可提高透析效率。
4. 跨膜壓力
HD過程中體內水分的清除，主要靠超濾作用。超濾率與跨膜壓(TMP)密切相關。TMP越大，超濾作用越強。在常規HD時為擴大TMP，一般在透析液側加上負壓，通常為20~ 26.6kPa(150~200mmHg)，使水分從血液側迅速向透析液側流動。因此，在透析過程中，及時調節TMP甚為重要。血壓正常患者，在血流量為200ml/min時，入口端平均動脈壓(MAP)小於10.6~12kPa(80~ 90mmHg)。而出口端MAP小於6.6~ 8kPa(50~60mmHg)。若出口端M

㈡ 反滲透、超濾、微濾和透析在應用范圍上有何區別

反滲透-----小於1nm;（金屬離子、鹽分、糖）
透析----1nm-10nm（微溶質）
超濾------1nm-100nm；（病毒、蛋白質）
微濾------50nm--10微米（細菌）

㈢ 實驗室透析的實驗室透析的基本原理

透析是一個簡單的擴散過程，溶質中小分子物質從高濃度溶液通過半透性膜擴散到低濃度溶液中，直至滲透壓達到平衡。由於多孔膜的選擇性，使得溶質中小分子物質可以通過，而較大物質則被截留，依據大小截留，透析可以高效用於分離工藝，改變或控制透析的條件，可在多種透析應用中得到預期效果，通過截留分子量（MWCO）可使目標分子得到分離。 ● 條件非常溫和
● 容易操作
● 處理量廣泛
● 多種膜材質和MWCO
● 價格低廉
● 一次性膜和裝置 ● 大分子純化
● 溶質組分分離
● pH調節
● 緩沖液置換
● 電洗脫
● 蛋白濃縮
● 污染物清除
● 脫鹽
● 結合研究
由於透析膜由海綿狀橫向耦合的聚合物材料構成，截留性能間接的由孔徑等級即截留分子量（MWCO）表示，截留率90%的溶質分子大小可更精確的表示膜的MWCO。然而，溶質的滲透性亦取決於分子形狀、水合度、離子電荷與極性，我們推薦選擇膜的MWCO為欲截留物質分子量的一半，兩倍於透過物質的分子大小。

㈣ 透析的主要作用是什麼

透析又稱血液透析或腎透析。主要用於治療腎功能疾病的一種醫療方法。基本過程是將病人的血液從體內引出，用透析器凈化後再輸回體內。血液在流經血液透析器（又稱人工腎）時可以除去血液中某些不需要的物質，或者添加某些需要的成分，因此在某種程度上起到了腎臟的作用。透析所依據的物理化學原理是透析作用和超濾作用。目前這一技術在治療急、慢性腎功能疾病等方面有較多的應用。

㈤ 如何利用透析法進行脫鹽濃縮蛋白

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。

㈥ 透析，微濾，超濾，納濾，反滲透，電滲析，滲透氣化等膜分離技術各自的特點

1.透析（dialysis）是通過小分來子經過半源透膜擴散到水（或緩沖液）的原理；
2.微濾適用於細胞、細菌和微粒子的分離，在生物分離中，廣泛用於菌體的分離和濃縮，目標物質的大小范圍為0.01-10 μm，一般用於預處理；
3.超濾技術的優點是沒有相的轉變，無需添加任何強烈的化學物質，可以在低溫下操作，過濾速度較快，便於無菌處理等，一般用於預處理；
4.納濾 特點是能截留小分子的有機物並可同時透析出鹽，集濃縮與透析於一體；
操作壓力低，因為無機鹽能通過納米濾膜而透析，使得納米過濾的滲透壓遠比反滲透為低，所以納米過濾所需的外加壓力比反滲透低得多；
5.反滲透法具有設備構型緊湊，佔地面積小、單位體積產水量及能量消耗少等優點；
6.電滲析的特點時可以同時對電解質水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用、可以用於蔗糖等非電解質的提純，以除去其中的電解質、在原理上，電滲析器是一個帶有隔膜的電解池，可以利用電極上的氧化還原效率高；
7.滲透氣化對共沸物系和近沸物系等難分物系的分離, 顯示特有的優越性。

㈦ 蛋白質的鹽析和透析在生產和科研中有用哪些具體的應用價值

1、鹽析、透析適合應用在科研和50L以下的生產規模。

2、大規模生產，成本高，周期長。鹽析需低溫放置過夜；鹽析後離心時間長；收集的沉澱通常比較臟，溶解後需要用膜過濾；透析時間長，或用超濾膜法脫鹽，能縮短時間。

其最主要的作用是就是從含有很多雜質的混合物溶液中分離不同的蛋白質，或著就是單純的分離蛋白。科研中一般用於分離暫時不知道性質的酶等。生產中可能主要用於生產酶等蛋白質時，可控制條件的沉澱，低成本分離蛋白。

(7)透析超濾曲線的應用擴展閱讀：

向某些蛋白質溶液中加入某些無機鹽溶液後，可以降低蛋白質的溶解度，使蛋白質凝聚而從溶液中析出,這種作用叫作鹽析，是物理變化，可復原。向某些蛋白質溶液中加入某些重金屬鹽，可以使蛋白質性質發生改變而凝聚，進而從溶液中析出，這種作用叫作變性，性質改變，是化學反應，無法復原。

把動物脂肪或植物油與氫氧化鈉按一定比例放在皂化鍋內攪拌加熱，反應後形成的高級脂肪酸鈉、甘油、水形成混合物（膠體）。往鍋內加入食鹽顆粒，攪拌、靜置，使高級脂肪酸鈉與甘油、水分離，浮在液面。（該反應用以制肥皂）。

㈧ 請問什麼是透析

可以，大分子物質如蛋白質不能通過，但葡萄糖分子是小分子物質可以通過．所謂透析就是大分子物質不能通過只有小分子物質能通過．就象網一樣大魚不能過小魚能過．

㈨ 反滲透，超濾，微濾和透析在應用范圍上有何區別

科氏微濾：能截留0.1-1 微米之間的顆粒。科氏超濾能截留0.002-0.1 微米之間的大分子物質和蛋白回質。 科氏答反滲透最精細的一種膜分離，其能有效截留所有溶解鹽份及分子量大於100的有機物，在應用范圍上反滲透更廣

㈩ 透析法的簡介

透析法是利用小分子物質在溶液中可通過半透膜，而大分子物質不能通過半透膜的性質，達到分離的方法。例如分離和純化皂甙、蛋白質、多肽、多糖等物質時，可用透析法以除去無機鹽、單糖、雙糖等雜質。反之也可將大分子的雜質留在半透膜內，而將小分子的物質通過半透膜進入膜外溶液中，而加以分離精製：透析是否成功與透析膜的規格關系極大。透析膜的膜孔有大有小，要根據欲分離成分的具體情況而選擇。透析膜有動物性膜、火棉膠膜、羊皮紙膜（硫酸紙膜）、蛋白質膠膜、玻璃紙膜等。油常多用市售的玻璃紙或動物性半透膜紮成袋狀，外面用尼龍網袋加以保護，小心加入欲透析的樣品溶液，懸掛在清水容器中。經常更換清水使透析膜內外溶液的濃度差加大，必要時適當加熱，並加以攪拌，以利透析速度加快。為了加快透析速度，還可應用電透析法，即在半在半透膜旁邊純溶劑兩端放置二個電極，接通電路，則透析膜中的帶有正電荷的成分如無機陽離子、生物鹼等向陰極移動，而帶負電共荷的成分如無機陰離子、有機酸等則向陽極移動，中性化合物及高分子化合物則留在透析膜中。透析是否完全，須取透析膜內溶液進行定性反應檢查。