透析袋的使用与选择

透析袋的使用与选择

透析是一种常用的生物化学实验技术，通过半透膜实现大小分子的分离。本文详细介绍了透析袋的使用与选择，包括不同类型透析袋的特点、选择方法、使用步骤及注意事项，为实验人员提供专业指导。

一、透析基本原理

透析是利用小分子能够通过而大分子不能通过半透膜的原理，将大小分子量物质分开的一种实验手段。在膜两侧存在浓度差时，溶质从高浓度的一侧（通常是样品置于透析袋中）扩散通过半透膜到低浓度的一侧（透析溶液一侧），直至膜两边浓度达到平衡。

利用透析分离物质的优缺点

• 优点：

• 样品回收率高

• 操作简单，无需繁琐准备工作

• 成本低廉，可一次性使用

• 分离条件温和

• 无需监控

• 缺点：

• 耗时较长（24-48小时）

• 要求较为明显的样品和杂质之间的分子量差（1-2个数量级）

二、三种不同类型的透析袋

1. 普通型透析袋

• 产品信息： MD3534-5m 普通型透析袋（3500） 34mm 5米/卷
• pH范围： 5.0~9.0
• 预处理步骤：
  1. 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1mmol/L EDTA（pH 8.0）中煮沸10分钟
  3. 用蒸馏水彻底清洗
  4. 放在1mmol/L EDTA（pH 8.0）中煮沸10分钟
  5. 冷却后，存放于4度，确保透析袋始终浸没在溶液内
  6. 使用前在透析袋内装满水然后排出，清洗干净

2. 再生纤维素透析袋

• 产品信息： SP128118-1m 再生纤维素透析袋（10000） 18mm,1.1ml/cm 1米/卷
• pH范围： 2.0~12.0
• 温度范围： 4~60℃
• 特点： 不需要煮沸处理，只需用纯水彻底冲洗

3. 纤维素透析袋

• 产品信息： SP131204-1m 纤维素透析袋（5000） 31mm,3.1ML／CM 1米/卷
• pH范围： 2.0~9.0
• 温度范围： 4~37℃
• 特点： 不需要煮沸处理，只需用纯水彻底冲洗

三、透析袋的选择

1. 确定透析袋的分子量

以再生纤维素透析袋（10000）为例，括号中的10000就是这个货号透析袋的截留分子量。此截留分子量的含义是：如果将分子量为10000的物质放入该透析袋中，90%以上会保留在透析袋中。

在选择适合截留分子量之前，首先要明确：欲保留在透析袋中的样品和想要除去的杂质的分子量。

例如：

• 分子量10kD的样品，如果选择了20kD的透析袋，在图中可以看出，它的保留率大概是83%，只透出去17%；
• 如果选择了50kD的透析袋，它的保留率大概是69%，只透出去31%；
• 如果选择了100kD的透析袋，它的保留率大概是28%，只透出去72%。

试验表明，如果想将杂质尽可能的都透出去，需要选择的分子量至少是杂质分子量的100倍。比如：

• 杂质分子量是1kD，选择100kD的透析袋最好，杂质会除去的很干净；
• 维生素B12（分子量1.3kD）和牛IgG蛋白（分子量150kD），如果选择130kD分子量的透析袋，就可以将维生素B12除去的很干净，同时对于牛IgG蛋白（分子量150kD）来说，也是90%以上的保留在透析袋中；
• 但是兼顾实际，没有130kD的透析袋，只有最接近的100kD的透析袋，所以就可以选择100kD的透析袋，也可以达到很好的分离效果。

但是，实验人员想要分离开的两个物质往往分子量差，达不到100倍，甚至只有10倍左右的差别。比如维生素B12（分子量1.3kD）和细胞色素C（分子量12kD），这个情况，如果再选择100kD的透析袋，那么要保留的细胞色素C只有27%左右的保留率，损失太大；如果选择20kD的透析袋，细胞色素C的保留率是88%左右，但是维生素B12会有12%的残留在透析袋中；如果选择50kD的透析袋， 细胞色素C的保留率只有76%左右，但是维生素B12只有2%残留在透析袋中了。所以，在杂质和样品的分子量相差不够大时，考虑想除去杂质更多一些，即使样品有些损失，还是想更多的保留样品，即使杂质去除的不够干净也可以，综合考虑，选择合适的分子量。

如果杂质和样品分子量相差太小，比如杂质分子量1kD，样品分子量只有2kD，这种情况，就不合适用透析袋分离了。

2. 选择普通型、再生型或纤维素透析袋

确定好分子量之后，根据实际情况，样品溶剂等，选择透析袋。

3. 正确选择扁平宽度

透析袋扁平宽度的选择取决于样品体积和透析容量。较小的透析管透析更快；较大的透析管因扩散距离较长透析较慢。为易于使用，建议使用总长（包括闭合夹和顶部空间）为大约10-15cm的透析袋。

例如上述这款透析袋的扁平宽度是18mm，后面的1.1ml/cm 指的是每1cm长度的透析袋，可以装1.1ml体积的样品量。

四、透析袋的使用

下述透析程序是一个普遍的基础透析过程。在开始透析之前应考虑到许多变数。透析样品溶剂、膜的化学相容性、膜的截留分子量，透析溶剂、透析体积、温度等变量都会影响透析速率，因此，一些应用中下述透析过程可能需要适当的变化

1. 把适量的透析液（缓冲液）加入透析装置。透析液的体积应为样品体积量的100倍。（例如：在一升透析液中透析10毫升的样品）
2. 裁剪适当长度的透析管。预留一段额外长度（约占总样品体积量的20%）作为头部空间
3. 把透析管插入打开的透析夹，在约超出透析夹3-5毫米的位置再夹住。不要折叠透析袋
4. 由透析管开口端将样品装入。调整一下顶部空间的长度，夹紧透析夹
5. 把透析样品放在合适的透析缓冲液中
6. 透析要根据具体的应用需求。通常情况下，允许过夜透析。在持续透析的过程中，至少要进行3次全部更换透析液。建议在（透析后）2-4小时，6-8小时和10-14小时（第2天早晨）更换透析液。在最后一次透析液的更换后要至少继续进行2小时的透析。

五、使用注意事项

1. 透析袋不能在纯水中长期储存，会长菌，用0.05%叠氮化钠溶液储存
2. 样品按推荐的单位长度容量加样，不可多加，样品浓度不可太大，否则容易导致膜涨破
3. 样品和透析液体积比一般是1:50~500
4. 对于高浓度污染物，样品可能需要较长的时间透析，透析液需要更频繁的更换。
5. 透析温度主要取决于样品。温度限制主要取决于膜的类型。纤维素透析袋可以承受的温度高达37℃，再生纤维素透析袋可以承受的温度高达60℃。

六、储存条件

在适当的储存情条件下，保质期为两年。干燥的透析袋要在室温或4℃储存在聚乙烯袋中。一旦变湿，透析袋应浸泡在下列之一的溶液中：0.05%叠氮化钠，1%苯甲酸钠或1%甲醛。（备注：一旦变潮湿，不要让透析袋干燥。不断干燥会造成孔隙结构不可恢复的倒塌）

表1-5 膜材料的耐酸碱性和有机抗性

注：R：推荐； L：有限接触；NR：不推荐

本文内容源自上海源叶生物科技有限公司。