半透膜脱盐

『壹』 如何利用透析法进行脱盐浓缩蛋白

二、蛋白质的分离纯化
蛋白质的分离纯化方法很多，主要有：
（一）根据蛋白质溶解度不同的分离方法
1、蛋白质的盐析
中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响，一般在低盐浓度下随着盐浓度升高，蛋白质的溶解度增加，此称盐溶；当盐浓度继续升高时，蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出，这种现象称盐析，将大量盐加到蛋白质溶液中，高浓度的盐离子（如硫酸铵的SO4和NH4)有很强的水化力，可夺取蛋白质分子的水化层，使之“失水”，于是蛋白质胶粒凝结并沉淀析出。盐析时若溶液pH在蛋白质等电点则效果更好。由于各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同，故盐析所需的盐浓度也不一样，因此调节混合蛋白质溶液中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段沉淀。
影响盐析的因素有：（1）温度：除对温度敏感的蛋白质在低温（4度）操作外，一般可在室温中进行。一般温度低蛋白质溶介度降低。但有的蛋白质（如血红蛋白、肌红蛋白、清蛋白）在较高的温度（25度）比0度时溶解度低，更容易盐析。（2）pH值：大多数蛋白质在等电点时在浓盐溶液中的溶介度最低。（3）蛋白质浓度：蛋白质浓度高时，欲分离的蛋白质常常夹杂着其他蛋白质地一起沉淀出来（共沉现象）。因此在盐析前血清要加等量生理盐水稀释，使蛋白质含量在2.5-3.0%。
蛋白质盐析常用的中性盐，主要有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等。
其中应用最多的硫酸铵，它的优点是温度系数小而溶解度大（25度时饱和溶液为4.1M，即767克/升；0度时饱和溶解度为3.9M，即676克/升），在这一溶解度范围内，许多蛋白质和酶都可以盐析出来；另外硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好，不易引起蛋白质变性。硫酸铵溶液的pH常在4.5-5.5之间，当用其他pH值进行盐析时，需用硫酸或氨水调节。
蛋白质在用盐析沉淀分离后，需要将蛋白质中的盐除去，常用的办法是透析，即把蛋白质溶液装入秀析袋内（常用的是玻璃纸），用缓冲液进行透析，并不断的更换缓冲液，因透析所需时间较长，所以最好在低温中进行。此外也可用葡萄糖凝胶G-25或G-50过柱的办法除盐，所用的时间就比较短。
2、等电点沉淀法
蛋白质在静电状态时颗粒之间的静电斥力最小，因而溶解度也最小，各种蛋白质的等电点有差别，可利用调节溶液的pH达到某一蛋白质的等电点使之沉淀，但此法很少单独使用，可与盐析法结合用。
3、低温有机溶剂沉淀法
用与水可混溶的有机溶剂，甲醇，乙醇或丙酮，可使多数蛋白质溶解度降低并析出，此法分辨力比盐析高，但蛋白质较易变性，应在低温下进行。
（二）根据蛋白质分子大小的差别的分离方法
1、透析与超滤
透析法是利用半透膜将分子大小不同的蛋白质分开。
超滤法是利用高压力或离心力，强使水和其他小的溶质分子通过半透膜，而蛋白质留在膜上，可选择不同孔径的泸膜截留不同分子量的蛋白质。
2、凝胶过滤法
也称分子排阻层析或分子筛层析，这是根据分子大小分离蛋白质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胶（Sephadex
ged）和琼脂糖凝胶（agarose gel）。
（三）根据蛋白质带电性质进行分离
蛋白质在不同pH环境中带电性质和电荷数量不同，可将其分开。
1、电泳法
各种蛋白质在同一pH条件下，因分子量和电荷数量不同而在电场中的迁移率不同而得以分开。值得重视的是等电聚焦电泳，这是利用一种两性电解质作为载体，电泳时两性电解质形成一个由正极到负极逐渐增加的pH梯度，当带一定电荷的蛋白质在其中泳动时，到达各自等电点的pH位置就停止，此法可用于分析和制备各种蛋白质。
2、离子交换层析法
离子交换剂有阳离子交换剂（如：羧甲基纤维素；CM-纤维素）和阴离子交换剂（二乙氨基乙基纤维素；DEAE?FONT
FACE="宋体"
LANG="ZH-CN">纤维素），当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时，带有与离子交换剂相反电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上，随后用改变pH或离子强度办法将吸附的蛋白质洗脱下来。（详见层析技术章）
（四）根据配体特异性的分离方法－亲和色谱法
亲和层析法（aflinity
chromatography）是分离蛋白质的一种极为有效的方法，它经常只需经过一步处理即可使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来，而且纯度很高。这种方法是根据某些蛋白质与另一种称为配体(Ligand）的分子能特异而非共价地结合。其基本原理：蛋白质在组织或细胞中是以复杂的混合物形式存在，每种类型的细胞都含有上千种不同的蛋白质，因此蛋白质的分离（Separation），提纯（Purification）
和鉴定（Characterization）是生物化学中的重要的一部分，至今还没的单独或一套现成的方法能移把任何一种蛋白质从复杂的混合蛋白质中提取出来，因此往往采取几种方法联合使用。
细胞的破碎
1、高速组织捣碎：将材料配成稀糊状液，放置于筒内约1/3体积，盖紧筒盖，将调速器先拨至最慢处，开动开关后，逐步加速至所需速度。此法适用于动物内脏组织、植物肉质种子等。
2、玻璃匀浆器匀浆：先将剪碎的组织置于管中，再套入研杆来回研磨，上下移动，即可将细胞研碎，此法细胞破碎程度比高速组织捣碎机为高，适用于量少和动物脏器组织。
3、超声波处理法：用一定功率的超声波处理细胞悬液，使细胞急剧震荡破裂，此法多适用于微生物材料，用大肠杆菌制备各种酶，常选用50-100毫克菌体/毫升浓度，在1KG至10KG频率下处理10-15分钟，此法的缺点是在处理过程会产生大量的热，应采取相应降温措施。对超声波敏感和核酸应慎用。
4、反复冻融法：将细胞在-20度以下冰冻，室温融解，反复几次，由于细胞内冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀，使细胞结构破碎。
5、化学处理法：有些动物细胞，例如肿瘤细胞可采用十二烷基磺酸钠（SDS）、去氧胆酸钠等细胞膜破坏，细菌细胞壁较厚，可采用溶菌酶处理效果更好。

无论用哪一种方法破碎组织细胞，都会使细胞内蛋白质或核酸水解酶释放到溶液中，使大分子生物降解，导致天然物质量的减少，加入二异丙基氟磷酸（DFP）可以抑制或减慢自溶作用；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，加入苯甲磺酰氟化物（PMSF）也能清除蛋白水解酥活力，但不是全部，还可通过选择pH、温度或离子强度等，使这些条件都要适合于目的物质的提取。
浓缩、干燥及保存
一、样品的浓缩
生物大分子在制备过程中由于过柱纯化而样品变得很稀，为了保存和鉴定的目的，往往需要进行浓缩。常用的浓缩方法的：
1、减压加温蒸发浓缩
通过降低液面压力使液体沸点降低，减压的真空度愈高，液体沸点降得愈低，蒸发愈快，此法适用于一些不耐热的生物大分子的浓缩。
2、空气流动蒸发浓缩
空气的流动可使液体加速蒸发,铺成薄层的溶液，表面不断通过空气流；或将生物大分子溶液装入透析袋内置于冷室，用电扇对准吹风，使透过膜外的溶剂不沁蒸发，而达到浓缩目的，此法浓缩速度慢，不适于大量溶液的浓缩。
3、冰冻法
生物大分子在低温结成冰，盐类及生物大分子不进入冰内而留在液相中，操作时先将待浓缩的溶液冷却使之变成固体，然后缓慢地融解，利用溶剂与溶质融点介点的差别而达到除去大部分溶剂的目的。如蛋白质和酶的盐溶液用此法浓缩时，不含蛋白质和酶的纯冰结晶浮于液面，蛋白质和酶则集中于下层溶液中，移去上层冰块，可得蛋白质和酶的浓缩液。
4、吸收法
通过吸收剂直接收除去溶液中溶液分子使之浓缩。所用的吸收剂必需与溶液不起化学反应，对生物大分子不吸附，易与溶液分开。常用的吸收剂有聚乙二醇，聚乙稀吡咯酮、蔗糖和凝胶等，使用聚乙二醇吸收剂时，先将生物大分子溶液装入半透膜的袋里，外加聚乙二醇复盖置于4度下，袋内溶剂渗出即被聚乙二醇迅速吸去，聚乙二醇被水饱和后要更换新的直至达到所需要的体积。
5、超滤法
超滤法是使用一种特别的薄膜对溶液中各种溶质分子进行选择性过滤的方法，不液体在一定压力下（氮气压或真空泵压）通过膜时，溶剂和小分子透过，大分子受阻保留，这是近年来发展起来的新方法，最适于生物大分子尤其是蛋白质和酶的浓缩或脱盐，并具有成本低，操作方便，条件温和，能较好地保持生物大分子的活性，回收率高等优点。应用超滤法关键在于膜的选择，不同类型和规格的膜，水的流速，分子量截止值（即大体上能被膜保留分子最小分子量值）等参数均不同，必须根据工作需要来选用。另外，超滤装置形式，溶质成份及性质、溶液浓度等都对超滤效果的一定影响。Diaflo
超滤膜的分子量截留值：
膜名称分子量截留值孔的大的平均直径
XM－300300，000140
XM－200100，00055
XM－5050，00030
PM－30 30，00022
UM－2020，00018
PM－1010，00015
UM－21，00012
UM05500 10

用上面的超滤膜制成空心的纤维管，将很多根这样的管拢成一束，管的两端与低离子强度的缓冲液相连，使缓冲液不断地在管中流动。然后将纤维管浸入待透析的蛋白质溶液中。当缓冲液流过纤维管时，则小分子很易透过膜而扩散，大分子则不能。这就是纤维过滤秀析法，由于透析面积增大，因而使透析时间缩短10倍。

『贰』 半透膜能过滤碱水吗

可以的。
半透膜过滤法 即用孔径较大的半透膜，在压差（一般在0.7～10千克力/厘米2）和紊流流动的情况下，溶液中的溶剂和电解质等能透过半渗透膜，而胶体、微粒和分子量较大的物质则被截留。这种方法半透膜过滤法 即用孔径较大的半透膜，在压差（一般在0.7～10千克力/厘米2）和紊流流动的情况下，溶液中的溶剂和电解质等能透过半渗透膜，而胶体、微粒和分子量较大的物质则被截留。这种方法的分离能力比微滤法高，因而称为超过滤。溶液中的大分子物质分散系的渗透压很小,所以超过滤法所需的操作压力较低。超过滤法的透水速度开始时随着操作压力提高而增加，但当大分子物质在膜表面积累形成凝胶层后，透水速度就与操作压力的变化无关，而同凝胶层的阻力大小成反比。 目前应用较广的半透膜是醋酸纤维素膜，其次为芳香聚酰胺膜，中国普遍应用前者。醋酸纤维素膜是一种不对称膜，由表面致密层和支撑层组成。表面致密层起脱盐作用,厚约0.2～1.0微米,占膜总厚度的0.2～1.0%；支撑层是多孔结构，起支撑表层的作用并便于透水。芳香聚酰胺膜也是一种不对称膜。成膜材料主要为芳香聚酰胺、芳香聚酰胺- 酰肼以及其他一些含氮芳香聚合物。此外还有聚苯砜对苯二甲酰胺膜、聚苯并咪唑膜、磺化聚苯醚膜、磺化聚砜膜、聚四氟乙烯接枝膜、无机的多孔玻璃膜和氧化石墨膜等等。的分离能力比微滤法高，因而称为超过滤。溶液中的大分子物质分散系的渗透压很小,所以超过滤法所需的操作压力较低。超过滤法的透水速度开始时随着操作压力提高而增加，但当大分子物质在膜表面积累形成凝胶层后，透水速度就与操作压力的变化无关，而同凝胶层的阻力大小成反比。 目前应用较广的半透膜是醋酸纤维素膜，其次为芳香聚酰胺膜，中国普遍应用前者。醋酸纤维素膜是一种不对称膜，由表面致密层和支撑层组成。表面致密层起脱盐作用,厚约0.2～1.0微米,占膜总厚度的0.2～1.0%；支撑层是多孔结构，起支撑表层的作用并便于透水。芳香聚酰胺膜也是一种不对称膜。成膜材料主要为芳香聚酰胺、芳香聚酰胺- 酰肼以及其他一些含氮芳香聚合物。此外还有聚苯砜对苯二甲酰胺膜、聚苯并咪唑膜、磺化聚苯醚膜、磺化聚砜膜、聚四氟乙烯接枝膜、无机的多孔玻璃膜和氧化石墨膜等等。

『叁』 为什么盐析沉淀的蛋白质可以通过透析而脱盐

因为盐析不会是蛋白质变性失活，而透析是盐会电离形成离子，因此盐离子会通过半透膜出去，而蛋白质是大分子不会出去。
如此就得到目的了。

『肆』 半透膜与选择透过性膜有什么不同各自包括哪些

半透膜是指一些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性薄膜。例如：玻璃纸，花生种皮，猪肠衣，鸡卵的卵壳膜，离体的膀胱膜，蚕豆种皮，鱼鳔，青蛙皮，火棉胶等。根据半透膜是否具有生命现象可分为生物膜和非生物膜。

选择性透过膜是具有活性的生物膜，它对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。因此，具有选择透过性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有选择性透过，活性的生物膜才具有选择透过性。

下面是直接的应用

反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。反渗透膜、钠滤设备、PP棉等其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97－98％）。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。本公司与日本日东电工美国HYDRANAUTICS（海德能）公司及陶氏FILMTEC公司合作，采用CAD计算机模拟设计，确保了系统的科学合理。
反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水；水的软化处理；废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。此外，反渗透技术应用于预除盐处理也取得较好的效果，能够使离子交换树脂的负荷减轻松90%以上，树脂的再生剂用量也可减少90%。因此，不仅节约费用，而且还有利于环境保护。反渗透技术还可用于除于水中的微粒、有机物质、胶体物，对减轻离子交换树脂的污染，延长使用寿命都有着良好的作用。
反渗透是目前高纯水制备中应用最广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物，反渗透（RO）、超过滤（UF）、微孔膜过滤（MF）和电渗析（ED）技术都属于膜分离技术。

『伍』 反渗透脱盐的原理是什么

我就简单的来说一下吧，反渗透的主要是它有一种特别的膜。这种模式可以内通过水分子，但容是并不能够通过水中的各种盐离子，例如氯离子，钠离子等等。并且在加压的情况下能够完成这样的渗透操作。
这样在压力的情况下，水分子就可以通过反渗透膜到达另一边。在那边的话就是得到了脱盐以后的淡水了。

『陆』 采用透析法进行蛋白质脱盐的原理

透析袋有一复定的截留分子制量，高于此分子量的大分子物质比如蛋白质不能通过，而一些小分子物质比如无机盐、单糖可以通过半透膜，这样可以使得蛋白质分子和小分子物质分开。

透析时把待纯化的蛋白质溶液装在半透膜的透析袋里，放入透析液（蒸馏水或缓冲液）中进行的，透析液可以更换，直至透析袋内无机盐等小分子物质逐渐降低到最小值为止。

『柒』 RO膜的特性谁知道

一、RO膜的脱盐特性
1、脱盐率与压力正相关，工作压力越高、脱盐率越高，净水TDS越低； 2、脱盐率与浓水比例正相关，在一定工作压力下，浓水比例越高，脱盐率越高，净水TDS越低；
3、脱盐率与原水TDS负相关，原水TDS越高，脱盐率越高，净水TDS越高； 4、脱盐率与净水侧的背压负相关，背压越高，脱盐率越低，净水TDS越高； 5、脱盐率在pH为6-8时最高，原水过高或过低的pH值都会影响脱盐率。
6、脱盐率与温度负相关，温度越高，脱盐率越低，净水TDS越高。
二、RO膜的膜通量特性
膜通量是指单位时间内透过RO膜的净水产量，常用单位为GPD（每天加仑）、㎥/d（每天立方米）和L/h（每小时升）。
50GPD = 0.189㎥/d = 7.9L/h
1、膜通量与压力正相关，工作压力越高，膜通量越大；
2、膜通量与浓水比例正相关，在一定工作压力下，浓水比例越高，膜通量越大；
3、膜通量与进水温度正相关，进水温度升高或降低1度，膜通量增加或减少3%左右；
4、膜通量与原水TDS负相关，原水TDS越高，膜通量越小； 5、膜通量与净水侧的背压负相关，背压越高，膜通量越小；
6、膜通量与pH值正相关，pH值越高，膜通量越大，pH值越低，膜通量越小。
由于原水TDS、进水温度的不同，同样50G的RO机，净水产量相差会非常大。特别是在高TDS的北方地方，在冬季，50G RO机的产水量可能不到每小时4升

『捌』 反渗透除盐系统的构成和功能有哪些

反渗透除盐的基本原理，是利用离子交换膜的选择透过性。阴离子交换膜只允许阴离子通过，阻挡阳离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过，在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移，使一路水中大部份离子迁移到另一路离子水中去。其依据是：1、半透膜的选择透过性，即有选择地让水透过而不允许盐透过;2、盐水室的外加压力大于盐水室与淡水室的渗透压力，提供了水从盐水室向淡水室移动的推动力。
反渗透脱盐系统的特点
(1)无人值守,水质稳定。RO-EDI脱盐系统,出水水质平稳,不出现混床那样的周期性变化。
(2)不用酸碱,不污染环境。传统的脱盐系统采用离子交换法脱盐,无论采用一级复床(阳床或阴床),还是两级复床或混床,均采用离子交换树脂,树脂用酸碱再生,并反复利用。在用酸碱再生树脂的过程中,有大量的废酸碱排放,破坏水系的生态平衡,而采用RO-EDI脱盐系统,在运行过程中不用酸碱。
(3)可连续生产,不需备用装置。RO-EDI脱盐系统中RO为连续运行设备,EDI组件采用每个容量为2～3t
h的膜块,再并联扩大容量,也不需备用装置,解决了原来离子交换设备需停用再生,设有备用的缺陷。
(4)对RO设备和EDI设备的进水有要求。对RO设备进水水质的要求因膜而异,水质如达不到要求,应采用适当的预处理方法改善水质。除采用混凝和沉降处理外,预处理有多介质过滤、活性炭过滤、精密过滤等,有时为了防止RO膜阻塞,对高硬度水还要进行软化。
(5)占地面积小,运行费用低。


反渗透除盐设备应用范围
1、电子行业
电子行业对水质要求极高,需要电导率接近0.055μs/cm(电阻率18.2MΩ·cm)的超纯水。如果采用RO-EDI脱盐系统,则在该系统后还需增加精处理混床,以确保混床出水达到理论高纯水的标准,因为RO-EDI脱盐系统出水一般在电导率为0.057～0.067μs/cm(电阻率为15～17.5MΩ)。精处理混床中离子交换树脂失效后抛弃,定期更换新树脂,失效树脂不在现场再生。
2、电力行业
火力发电厂高压锅炉需用电导率<0.2μS/cm(电阻率>5MΩ·cm)、SiO2<0.02mg/L的补给水。如采用RO-EDI脱盐系统,则系统出水能满足需求,系统后不需装设其他设备。
3、制药等其他行业
制药等其他行业对高纯水的水质要求通常不高，一般电导率>0.1μS/cm(电阻率<10MΩ·cm)。采用RO-EDI脱盐系统就能满足要求。

『玖』 反渗透中脱盐率是什么意思

反渗透中脱盐率指的是在采用化学或离子交换法去除水中阴、阳离子过程中，去除的量占原量的百分数。在实际应用中一般是指反渗透系统对盐的脱除率，计算公式为：脱盐率=（总的给水含盐量-总的产水含盐量）/总的给水含盐量×100%。

有时出于方便的原因，也可以用下列公式来近似估算脱盐率：脱盐率=（总的给水导电度-总的产水导电度）/总的给水导电度×100%。

反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术。许多天然或人造的薄膜对于物质的透过具有选择性，当盐水与淡水被一层半透膜隔开时，只有水可以通过而水中盐分却不能通过。自然状态下，淡水中的溶剂将穿过半透膜，向盐水侧流动。

盐水侧的液面会比淡水侧的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压，渗透压的大小决定于盐液的种类，浓度和温度，与半透膜的性质无关。若在盐水侧施加一个大于渗透压的压力时，盐水中的溶剂会向淡水侧流动。

此时溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。利用反渗透的分离特性可以有效地除去水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌等杂质，目前反渗透技术已广泛用于国民经济各个领域。

(9)半透膜脱盐扩展阅读

影响反渗透设备脱盐率的因素如下：

1、离子价数：脱盐率随着离子价数的增加而提高，二价、三价盐的脱盐率要高于单价盐。

2、分子大小：脱盐率随分子直径的增加而提高。

3、原水温度：原水温度升高时，由于水的粘度降低脱盐率提高。

4、原水浓度：原水浓度提高时，脱盐率下降。

5、工作压力：工作压力提高时，脱盐率有所提高但不明显。

6、pH值：酸性条件下虽然膜不容易堵塞，但脱盐率要有所下降。

7、溶解气体：可溶解性气体在游离状态下容易渗透而不脱除CO2、SO2、O2、Cl2、H2S等。

8、氢键趋势：对于含有强氢键的化合物，脱除率很低，如水、酚和氨等（也正因此才实现脱除水中杂质和溶解物而达到水与其他物质分离的目的）。

9、有机物质：水中的有机物对膜有污染作用，有机物越多膜的性能越易变坏。

10、水的硬度：水的硬度越高膜越容易堵塞，对于高硬度水应先软化处理，降低硬度再进反渗透。

11、固体颗粒：固体颗粒对反渗透膜的危害极大，必须进行预处理。

12、微生物：水中的微生物、细菌对膜有危害，必须进行预处理。

13、氧化物：金属氧化物进入反渗透不能进行自行清除，应定期化学药物清除。