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自Thomas Graham 1861年发明透析方法至今已有一百多年。透析已成为生物化学实验室最简便最常用的分离纯化技术之一。在生物大分子的制备过程中,除盐、除少量有机溶剂、除去生物小分子杂质和浓缩样品等都要用到透析的技术。
透析只需要使用专用的半透膜即可完成。通常是将半透膜制成袋状,将生物大分子样品溶液置入袋内,将此透析袋浸入水或缓冲液中,样品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋内,而盐和小分子物质不断扩散透析到袋外,直到袋内外两边的浓度达到平衡为止。保留在透析袋内未透析出的样品溶液称为"保留液",袋(膜)外的溶液称为"渗出液"或"透析液"。
透析的动力是扩散压,扩散压是由横跨膜两边的浓度梯度形成的。透析的速度反比于膜的厚度,正比于欲透析的小分子溶质在膜内外两边的浓度梯度,还正比于膜的面积和温度,通常是4℃透析,升高温度可加快透析速度。
透析膜可用动物膜和玻璃纸等,但用的最多的还是用纤维素制成的透析膜,目前常用的是美国SPECTRUM公司生产的各种尺寸的透析管,截留分子量MwCO(即留在透析袋内的生物大分子的最小分子量,缩写为MwCO)通常为1万左右。
商品透析袋制成管状,其扁平宽度为24 mm~50 mm不等。为防干裂,出厂时都用10%的甘油处理过,并含有极微量的硫化物、重金属和一些具有紫外吸收的杂质,它们对蛋白质和其它生物活性物质有害,用前必须除去。可先用50%乙醇煮沸1小时,再依次用50%乙醇、0.01 mol/L碳酸氢钠和0.001 mol/L EDTA溶液洗涤,最后用蒸馏水冲洗即可使用。实验证明,50%乙醇处理对除去具有紫外吸收的杂质特别有效。使用后的透析袋洗净后可存于4℃蒸馏水中,若长时间不用,可加少量NaNO3,以防长菌。洗净凉干的透析袋弯折时易裂口,用时必须仔细检查,不漏时方可重复使用。
新透析袋如不作如上的特殊处理,则可用沸水煮五至十分钟,再用蒸馏水洗净,即可使用。使用时,一端用橡皮筋或线绳扎紧,也可以使用特制的透析袋夹夹紧,由另一端灌满水,用手指稍加压,检查不漏,方可装入待透析液,通常要留三分之一至一半的空间,以防透析过程中,透析的小分子量较大时,袋外的水和缓冲液过量进入袋内将袋涨破。含盐量很高的蛋白质溶液透析过夜时,体积增加50%是正常的。为了加快透析速度,除多次更换透析液外,还可使用磁子搅拌。透析的容器要大一些,可以使用大烧杯、大量筒和塑料桶。小量体积溶液的透析,可在袋内放一截两头烧圆的玻璃棒或两端封口的玻璃管,以使透析袋沉入液面以下。
检查透析效果的方法是:用1% BaCl2检查(NH4)2SO4,用1% AgNO3 检查NaCl、KCl等。
为了提高透析效率,还可以使用各种透析装置。使用者也可以自行设计与制作各种简易的透析装置。美国生物医学公司(Biomed Instruments Inc.)生产的各种型号的Zeineh 透析器,由于使用对流透析的原理,使透析速度和效率大大提高。
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腹膜透析短管保护袋的设计与应用
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几种医疗特种薄膜简介
薄膜在医疗领域应用广泛,其常见医疗用薄膜包括PP输液袋膜、医疗管袋膜、药剂袋膜、器械拉伸底膜、PVC透析袋膜等。其实在医疗中有一些薄膜,在医疗中比较少见,但一样营养我们日常生活。下面我们将简单介绍3种医疗中特种薄膜供参考。
1. 烧伤植皮塑料薄膜
烧伤治疗常需要对患者进行植皮,而常见的植皮材料主要分三种,即动物原生材料、合成发泡聚氨酯薄膜、植物原生材料。而合成发泡聚氨酯薄膜采用人工合成技术实现,因此未来应用推广前景最大,受材料供应影响较小,除了发泡聚氨酯外,一般PVC和尼龙也会被应用于植皮吸收层材料。一般植皮薄膜采用双层结构,为了防止液体蒸发和细菌侵入,薄膜外层密度更高,且植皮厚度一般是不均匀的。植皮发泡聚氨酯的孔隙分布密度每平方厘米约200~300个,要求能调节层内孔的数量和尺寸。
植皮名称
结构
成份
复合烧伤植皮
双层结构,弹性多孔植皮,由0.005~0.01mm的上层和软的尼龙织物基层构成,是亲水成分和弹性硅薄膜的结合
硅为主层,聚氨酯作底层
合成植皮
双层,弹性多孔植皮。厚0.2mm
聚氨酯为主层,PP为上层
合成烧伤植皮
在纱布基层上的单层植皮,全大孔,柔性适中
聚氨酯
合成伤口植皮
防腐双层植皮,主层是聚氨酯,孔径0.1~0.5mm,上层厚0.1mm。
聚氨酯
无损伤植皮
在织造的尼龙基层上的大而多孔的植皮
聚酰胺
一般烧伤植皮需要具备如下几个功能:吸收伤口的渗出物,包括新陈代谢产物和有毒物质;在伤口和空气之间提供最佳的水、空气和热交换;防止伤口收到空气中的细菌侵入。
2. 抗菌性医用功能膜
一般抗菌性医用薄膜主要对医用器械和医疗物品的包装或保存,一般根据原料、生产工艺和抗菌需求,主要分为如下几种抗菌性功能膜
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添加银沸石薄膜
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一般银沸石在一定环境下可催化产生活性氧,一般银沸石通过与聚乙烯或聚丙烯混炼共挤吹膜或流延法生产。
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添加或涂覆抗菌抑菌剂薄膜
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抗菌抑菌剂分为吸收性和放出性两种,吸收性抗菌抑菌剂中包含有吸湿剂,它可吸收包装袋内的湿气从而降低袋中的湿度以抑制微生物的生长;放出性抗菌抑菌剂,是通过共挤薄膜中添加抑菌剂,薄膜中会缓慢释放抑菌气体,例如释放多孔二氧化硅材料来吸收导致包装物变质的烯类物质,气体放出性抗菌抑菌材料包括日扁柏醇、香草醇等。
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溶液涂覆法将可释放红外线的放射性物质
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在薄膜表面涂覆锆化合物溶液,然后干燥去溶剂,锆化合物会释放3~10mm波长的红外线,起到杀菌抑菌作用。
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高极性材料薄膜吸收医用酒精
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以EVA,EEA,EMA等高极性树脂制成的基材膜,通过吸附高浓度的医用酒精,获得简易的抗菌性薄膜
3. 医用X光CT胶片
医疗中常用的CT胶片是通过医用射线对人体进行检查的摄影。一般CT胶片的基材采用聚酯薄膜(BOPET薄膜),尽管医用胶片分类比较广泛,包括感蓝胶片、感绿胶片或其他特种胶片,但其基本原理一样,即在聚酯薄膜正面涂覆感光乳剂层,背面涂覆防光晕层。
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