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超濾膜與透析膜的區別

發布時間:2020-12-15 22:55:42

⑴ 用超濾膜或透析袋可否除去生物鹼中的氯化鈉

可以,生物鹼系大分子,不能通過超濾膜或透析袋,而Na+與Cl-離子能。

⑵ 透析袋和超濾膜有什麼不同

透析是生物化學實驗室最簡便最常用的分離純化技術之一。在生物大分子的制備過程中,除鹽、除少量有機溶劑、除去生物小分子雜質和濃縮樣品等都要用到透析的技術。
透析只需要使用專用的半透膜即可完成。通常是將半透膜製成袋狀,將生物大分子樣品溶液置入袋內,將此透析袋浸入水或緩沖液中,樣品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋內,而鹽和小分子物質不斷擴散透析到袋外,直到袋內外兩邊的濃度達到平衡為止。保留在透析袋內未透析出的樣品溶液稱為「保留液」,袋(膜)外的溶液稱為「滲出液」或「透析液」。

透析膜可用動物膜和玻璃紙等,但用的最多的還是用纖維素製成的透析膜, 商品透析袋製成管狀,其扁平寬度為23 mm~50 mm不等。為防乾裂,出廠時都用10%的甘油處理過,並含有極微量的硫化物、重金屬和一些具有紫外吸收的雜質,它們對蛋白質和其它生物活性物質有害,用前必須除去。洗凈涼乾的透析袋彎折時易裂口,用時必須仔細檢查,不漏時方可重復使用。

超濾是介於微濾和納濾之間的一種膜過程,膜孔徑在0.05um至1000分子量之間。超濾是一種能夠將溶液進行凈化、分離、濃縮的膜分離技術,超濾過程通常可以理解成與膜孔徑大小相關的篩分過程。以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質。在一定的壓力下,當水流過膜表面時,只允許水及比膜孔徑小的小分子物質通過,達到溶液的凈化、分離、與濃縮的目的。

超濾膜一般分為板框式(板式)、中空纖維、管式、卷式等多種結構。

⑶ 微濾膜、超濾膜、反滲膜和透析膜分別是什麼

從總的過濾觀點看,微濾和超濾都被證實對下游膜系統具有相同的保護作用。不同出水水質主要是由膜的完整性失敗造成的。微濾膜的耐久力比幾乎所有的超濾膜的耐久力強,這是對反滲透膜保護出眾性能的一個重要部分。
主要不同就是膜的孔徑依次減小,通過膜後截留的尺寸依次減小,阻力損失依次增大。當然膜的材料也有不同,運用范圍不相同,前面2種是預處理用,反滲透膜廣泛應用於海水及苦鹹水淡化、鍋爐補給水、工業純水及電子級高純水制備、飲用純凈水生產、廢水處理和特種分離等過程。

微濾膜:能截留0.1-1 微米之間的顆粒。微濾膜允許大分子和溶解性固體?無機鹽?等通過?但會截留住懸浮物、細菌及大分子量膠體等物質。微濾膜的運行壓力一般為0.07-0.7兆帕。

超濾膜:能截留0.002-0.1 微米之間的大分子物質和蛋白質。超濾膜允許小分子物質和溶解性固體、無機鹽、等通過,同時將截留下膠體、蛋白質、微生物和大分子有機物。用於表示超濾膜孔徑大小的切割分子量范圍一般在1000-500000之間。超濾膜的運行壓力一般0.1-0.7兆帕。

反滲透膜:能有效截留所有溶解鹽份及分子量大於100的有機物,同時允許水分子通過。反滲透膜的運行壓力一般介於苦鹹水的1.2兆帕 到海水的7.0兆帕。

⑷ 透析技術與超濾技術在生物製品中去除雜質的優缺點對比

透析和超濾基本原理差不多,都是利用半透膜分離大小不同的分子。但是也有一些區別,主要是應用范圍不同。具體介紹如下:
透析
自Thomas Graham 1861年發明透析方法至今已有一百多年。透析已成為生物化學實驗室最簡便最常用的分離純化技術之一。在生物大分子的制備過程中,除鹽、除少量有機溶劑、除去生物小分子雜質和濃縮樣品等都要用到透析的技術。
透析只需要使用專用的半透膜即可完成。通常是將半透膜製成袋狀,將生物大分子樣品溶液置入袋內,將此透析袋浸入水或緩沖液中,樣品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋內,而鹽和小分子物質不斷擴散透析到袋外,直到袋內外兩邊的濃度達到平衡為止。保留在透析袋內未透析出的樣品溶液稱為"保留液",袋(膜)外的溶液稱為"滲出液"或"透析液"。
透析的動力是擴散壓,擴散壓是由橫跨膜兩邊的濃度梯度形成的。透析的速度反比於膜的厚度,正比於欲透析的小分子溶質在膜內外兩邊的濃度梯度,還正比於膜的面積和溫度,通常是4℃透析,升高溫度可加快透析速度。
透析膜可用動物膜和玻璃紙等,但用的最多的還是用纖維素製成的透析膜,目前常用的是美國Union Carbide (聯合碳化物公司)和美國光譜醫學公司生產的各種尺寸的透析管,截留分子量MwCO(即留在透析袋內的生物大分子的最小分子量,縮寫為MwCO)通常為1萬左右。商品透析袋製成管狀,其扁平寬度為23 mm~50 mm不等。為防乾裂,出廠時都用10%的甘油處理過,並含有極微量的硫化物、重金屬和一些具有紫外吸收的雜質,它們對蛋白質和其它生物活物質有害,用前必須除去。可先用50%乙醇煮沸1小時,再依次用50%乙醇、0.01 mol/L碳酸氫鈉和0.001 mol/L EDTA溶液洗滌,最後用蒸餾水沖洗即可使用。實驗證明,50%乙醇處理對除去具有紫外吸收的雜質特別有效。使用後的透析袋洗凈後可存於4℃蒸餾水中,若長時間不用,可加少量NaN2,以防長菌。洗凈涼乾的透析袋彎折時易裂口,用時必須仔細檢查,不漏時方可重復使用。
新透析袋如不作如上地殊處理,則可用沸水煮五至十分鍾,再用蒸餾水洗凈,即可使用。使用時,一端用橡皮筋或線繩扎緊,也可以使用特製的透析袋夾夾緊,由另一端灌滿水,用手指稍加壓,檢查不漏,方可裝入待透析液,通常要留三分之一至一半的空間,以防透析過程中,透析的小分子量較大時,袋外的水和緩沖液過量進入袋內將袋漲破。含鹽量很高的蛋白質溶液透析過夜時,體積增加50%是正常的。為了加快透析速度,除多次更換透析液外,還可使用磁子攪拌。透析的容器要大一些,可以使用大燒杯、大量筒和塑料桶。小量體積溶液的透析,可在袋內放一截兩頭燒園的玻璃棒或兩端封口的玻璃管,以使透析袋沉入液面以下。
檢查透析效果的方法是:用1% BaCl2檢查(NH4)2SO4,用1% AgNO3 檢查NaCl、KCl等。
為了提高透析效率,還可以使用各種透析裝置。使用者也可以自行設計與製作各種簡易的透析裝置。美國生物醫學公司(Biomed Instruments Inc.)生產的各種型號的Zeineh 透析器,由於使用對流透析的原理,使透析速度和效率大大提高。

超濾
超過濾即超濾,自20年代問世後,直至60年代以來發展迅速,很快由實驗室規模的分離手段發展成重要的工業單元操作技術。超濾現已成為一種重要的生化實驗技術,廣泛用於含有各種小分子溶質的各種生物大分子(如蛋白質、酶、核酸等)的濃縮、分離和純化。
超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑地制的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾根據所加的操作壓力和所用膜的平均孔徑的不同,可分為微孔過濾、超濾和反滲透三種。微孔過濾所用的操作壓通常小於4×104 Pa,膜的平均孔徑為500埃~14微米(1微米=104埃),用於分離較大的微粒、細菌和污染物等。超濾所用操作壓為4×104 Pa~7×105 Pa,膜的平均孔徑為10-100埃,用於分離大分子溶質。反滲透所用的操作壓比超濾更大,常達到35×105 Pa~140×105 Pa,膜的平均孔徑最小,一般為10埃以下,用於分離小分子溶質,如海水脫鹽,制高純水等。
超濾技術的優點是操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,尤其是超濾技術的實驗條件溫和,與蒸發、冰凍乾燥相比沒有相的變化,而且不引起溫度、pH的變化,因而可以防止生物大分子的變、失活和自溶。
在生物大分子的制備技術中,超濾主要用於生物大分子的脫鹽、脫水和濃縮等。
超濾法也有一定的局限,它不能直接得到乾粉制劑。對於蛋白質溶液,一般只能得到10~50%的濃度。
超濾技術的關鍵是膜。膜有各種不同的類型和規格,可根據工作的需要來選用。早期的膜是各向同的均勻膜,即現在常用的微孔薄膜,其孔徑通常是0.05mm 和0.025mm。近幾年來生產了一些各向異的不對稱超濾膜,其中一種各向異擴散膜是由一層非常薄的、具有一定孔徑的多孔"皮膚層"(厚約0.1mm ~1.0mm ),和一層相對厚得多的(約1mm )更易通滲的、作為支撐用的"海綿層"組成。皮膚層決定了膜的選擇,而海綿層增加了機械強度。由於皮膚層非常薄,因此高效、通透好、流量大,且不易被溶質阻塞而導致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纖維或硝酸纖維或此二者的混合物製成。近年來為適應制葯和食品工業上滅菌的需要,發展了非纖維型的各向異膜,例如聚碸膜、聚碸醯胺膜和聚丙烯腈膜等。這種膜在pH 1~14都是穩定的,且能在90℃下正常工作。超濾膜通常是比較穩定的,若使用恰當,能連續用1~2年。暫時不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2% 疊氮化鈉NaN3中保存。
超濾膜的基本能指標主要有:水通量(cm3/(cm2·h));截留率(以百分率%表示);化學物理穩定(包括機械強度)等。
超濾裝置一般由若干超濾組件構成。通常可分為板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式四種主要類型。由於超濾法處理的液體多數是含有水溶生物大分子、有機膠體、多糖及微生物等。這些物質極易粘附和沉積於膜表面上,造成嚴重的濃差極化和堵塞,這是超濾法最關鍵的問題,要克服濃差極化,通常可加大液體流量,加強湍流和加強攪拌。
國外生產超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。國內主要的研究機構和生產廠家是:中科院生態環境研究中心、杭州淡化和水處理開發中心、蘭州膜科學技術研究所、無錫化工研究所、上海醫葯工業研究所、天津膜分離工程研究所、北京化工廠、常熟膜分離實驗廠、無錫市超濾設備廠、無錫純水設備廠、天津超濾設備廠、湖北沙市水處理設備廠等。從膜的品種,以及從某些研究工作的深度方面看,我國與世畀先進國家的差距不很大,但在膜的質量能及商品化方面尚有較大差距。
在生物製品中應用超濾法有很高的經濟效益,例如供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的,該工藝流程硫酸銨耗量大,能源消耗多,操詐時間長,透析過程易產生污染。改用超濾工藝後,平均回收率可達97.18%;吸附損失為1.69%;透過損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量,每年可節省硫酸銨6.2噸,自來水16000噸。
超濾技術的應用有很好的前景,應引起足夠的重視。

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