透析袋原理、分子量的选择、使用方法步骤

透析袋原理、分子量的选择、使用方法步骤

透析袋原理

自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。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。

分子量的选择

透析是一个简单的扩散过程，溶质中小分子物质从高浓度溶液通过半透性膜扩散到低浓度溶液中，直至渗透

压达到平衡。由于多孔膜的选择性，使得溶质中小分子物质可以通过，而较大物质则被截留，从而分离出不

同大小分子量的物质，依据分子量大小截留，可高效用于分离工艺，改变或控制透析的条件，可在多种透析

应用中得到预期效果，通过截留分子量（MWCO）可使目标分子得到分离。所以透析袋分子量的选择就决定了实验的成败。这篇文章就详细介绍了如何选择合适的透析袋。

透析膜的材质

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，主要有再生纤维素（RC）、纤维素酯（CE）、聚偏二氟乙烯（PVDF）。但随着生物技术发展，对透析袋处理样品更多更严格的要求，根据

生产工艺有可以分为标准膜和生物技术级膜。

生物技术纤维素酯（CE）膜

生物学惰性和超纯的生物技术CE膜，用于带电荷分子的分离及大分子纯化。生物技术CE膜对条件及溶剂要求较高。一般而言，CE膜能够抗弱的或稀的酸碱溶液和轻微乙醇，MWCO只有轻微改变。＊＊直接与有机溶剂接触会破坏CE膜。生物技术CE膜能在pH2-9与4-37℃下使用。即用透析装置中也可使用CE膜。

生物技术再生纤维素（RC）膜

生物技术RC膜通过再生过程制得，物理抗性与化学相容性得到改良，具有与生物技术CE膜一样高纯度与均一的MWCO。RC膜能够与高浓度的弱酸碱、低浓度的强酸碱、大多数醇类及一些温和的或低浓度有机溶剂共用，＊＊直接与强极性或有机溶剂接触会破坏RC膜。生物技术RC膜能在pH2-12与4-60℃条件下使用。

生物技术聚偏二氟乙烯（PVDF）膜

疏水、惰性及无电抗性，生物技术PVDF膜是实验室透析的革命性进步，能够耐极端高温（130℃）及溶剂

条件。只有生物技术PVDF膜能够经受与大多数的酸碱（包括硝酸）和大多数的有机溶剂（包括DMF）直

接接触，＊＊PVDF膜还具有独特的高温高压蒸汽灭菌的能力，可热封进行样品分装。

透析膜的选择

1. 选择合适的分子截留量（MWCO）：由于透析膜由海绵状横向耦合的聚合物材料构成，截留性能间接的由孔径等级即截留分子量（MWCO）表示，截留率90%的溶质分子大小可更精确的表示膜的MWCO。然而，溶质的渗透性亦取决于分子形状、水合度、离子电荷与极性，推荐选择膜的MWCO为欲截留物质分子量的

一半，两倍于透过物质的分子大小。

2. 选择合适的形状：根据需要，最大程度的方便操作及样品回收。

3. 选择合适的膜：成功进行透析分离的关键是在适当的条件下选用最合适的膜。选择时可参照下列：

o 根据目的选择等级（生物技术或标准）；

o 根据溶液的化学特性选择膜材质（CE、RC或PVDF）；

o 根据使用方法选择产品类型（管状、一次性或片状）；

o 根据溶质分子量在不同种MWCO中选择；

o 根据目的选择膜预处理方式；

使用方法步骤

下面分别介绍透析袋和透析膜使用方法和步骤

方法一：

透析袋使用前处理方法：

1. 把透析袋剪成适当长度（10-20cm）的小段。

2. 在大体积的2%(W/V)碳酸氢钠和 10mmol/L EDTA(pH8.0)中将透析袋煮沸10分钟。

3. 用蒸馏水彻底清洗透析袋。

4. 放在 1mmol/L EDTA(pH 8.0)中将之煮沸10分钟。

5.冷却后，存放于4度，必须确保透析袋始终浸没在溶液内。从此时起取用透析袋是必须戴手套。

6. 用前在透析袋内装满水然后排出，将之清洗干净。

透析膜使用前处理方法：

1. 戴手套把透析膜剪成适当长度，浸在蒸馏水中 15 min 泡软。

2. 浸入 10 mM sodium bicarbonate 中，并加热至 80℃，一边搅拌至少 30min。

3. 换到 10 mM Na2ull;EDTA 中浸泡 30 min，以新鲜的 EDTA 同样方法处理三次。

4. 再用 80℃蒸馏水洗 30 min，然后换到 20% 酒精中，放在 4℃冰箱中保存。

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。通常在试验前需要确定透析袋的截留分子量。

方法二：

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，这种由半透膜制成的袋状容器

即透析袋。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”。

透析袋预处理：

透析袋一般制成管状，其扁平宽度为16 mm～50 mm不等。为防干裂，已用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。

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。

实验过程小技巧：

检查透析效果可用1％ BaCl2检查(NH4)2SO4，用1％ AgNO3 检查NaCl、KCl等。

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园的玻璃棒或两端封口的玻

璃管，以使透析袋沉入液面以下。使用者也可以自行设计与制作各种简易的透析装置。

透析袋用后处理：

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NaN2，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。