透析膜使用的小细节
透析,是科研实验可以用到的一种分离技术,因为其实验条件温和不易造成样品破坏,且操作简易可根据实验需求采用不同处理量,而被经常应用,例如物质纯化分离、缓冲液置换、溶液pH调节、电洗脱等,蛋白纯化、浓缩或脱盐实验中,通过透析可以达到去除杂蛋白或者换液目的。实验室中,透析主要是使用透析膜进行,市面产品常常呈压扁状形成一卷,根据实验量需求大小,截取相应长度,展开成管状,用透析夹子夹住膜管一端密封以呈袋状,加入待透析样品后再密封另一端,放入透析缓冲液中,即可进行实验。
透析的原理
在透析过程中,应用了分子扩散的规律,溶质分子从浓度高的区域向浓度低的区域运动,从而使溶液浓度趋于均匀。所以在透析过程中要经常换掉透析膜外的液体,使得透析膜内外溶质持续保持一定的浓度差,有利于透析的进行。
同时透析还应用了分子量大小的原理,利用透析膜上的细微孔径,截留住大分子,允许小分子正常通过。不同规格的透析膜有其特定的截留分子量属性,常规对于要透析的样品,应选择透析膜截留分子量约为要保留的大分子物质的分子量的一半,以获得至少90%的保留率。如果没有刚好合适截留分子量的透析膜可选,可选择更小的,以便截留住目的样品。为保证分离纯化的效果,建议要分离的大小物质之间分子量比率不低于5。例如要对分子量为30 KD的蛋白样品脱盐纯化,那么应选择截留分子量为15 KD或稍低的透析膜;如果此时溶液中还有一种分子量为20 KD的蛋白需要去除,可尝试选择截留分子量不低于10 KD而不高于15 KD的透析膜测试。
膜材质的选择
市面上的透析膜一般有不同的工艺制造级别。从使用角度讲,有的制造工艺级别的透析膜没有重金属及硫化物的引入,实验前无需特殊的预处理,只需用去离子水浸泡、清洗即可使用;另一些制造工艺级别的透析膜可能会含有痕量水平的重金属和硫化物,如果考虑到痕量水平的重金属和硫化物会影响后面的实验,例如亲和分析、平衡透析等超敏感透析应用,或痕量污染物即可干扰后续样品分析的透析应用,建议对膜进行去除痕量重金属和硫化物处理,如在0.1% EDTA溶液中浸泡、冲洗,然后用去离子水浸泡、冲洗。
透析膜的材质,一般有再生纤维素(RC)膜和纤维素酯(CE)膜。两者相比,RC膜较柔韧,化学兼容性及有机抗性较好,耐受pH及温度范围较广。
膜尺寸规格的选择
透析膜尺寸的选择,依样品的体积和透析容量而定。较小的透析膜管空间透析更快,较大的透析膜管空间因扩散距离较长而透析较慢。考虑实验器皿尺寸等操作方便,建议使用总长(包括透析夹子和顶部空间)为大约10至15厘米的透析膜管。市面上压扁状的透析膜卷,可根据实验容量需求大小,按照扁平宽度作为其展成圆柱体时的底面周长的一半,以合适的膜管长度(圆柱体高度)推算出所需扁平宽度规格。
膜的储存
市面上的透析膜一般有干型和湿型包装,干型包装一般为表面甘油保护,湿型包装一般为浸泡在防腐剂中保存。所以进行透析膜处理时,应穿戴手套、口罩等安全防护措施。
干燥的膜需在室温或冷藏储存,湿型的膜需冷藏储存。膜一旦变湿,就应保持浸泡在防腐剂溶液中,因为重复干燥可能会造成透析膜的孔隙结构损坏而失去正常的截留能力。
透析夹子的选择
为了保证透析时膜的密封程度,一般透析夹子的密封宽度需比透析膜管的扁平宽度长4~10mm。大于这个长度范围也是可行的,但是不能小于这个范围,小于这个范围可能会密封不严,导致漏液。
市面上夹子有通用夹子、磁力夹子和负重夹子等。通用夹子为常规的夹子。磁力夹子可搭配磁力搅拌器使用,在透析过程中使透析膜管转动,以提高透析效率。负重夹子可提供额外重力,使透析袋更容易沉入透析缓冲液中,以增大透析面,加速透析。
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