透析袋在使用過程中會有很多疑問,我們將介紹如下問題及解答。
1問:如何準備透析膜管?答:透析膜管的準備因膜管材質(zhì)和生產(chǎn)工藝的差別而有所不同。注意,我們不推薦煮沸處理,因其可能損壞膜管并改變膜孔徑。
A)生物技術(shù)級RC、CE及PVDF膜可以用DI水沖洗15-30分鐘,去除防腐劑疊氮化鈉。
B)7標準級RC膜已經(jīng)預(yù)處理,去除了重金屬和硫化物,只需在去離子水中浸泡15-30分鐘,去除疊氮化鈉即可。
C)1-6標準級RC膜,一般情況下,在水中漂洗足以去除甘油或防腐劑,而對于親和研究之類極其敏感的透析應(yīng)用或者重金屬及硫化物會影響透析樣品下游分析的應(yīng)用,可能需要一些額外的處理以去除在生產(chǎn)過程中引入的痕量水平重金屬及硫化物,我們提供兩種膜預(yù)處理溶液:重金屬漂洗液及硫化物清除液。
2問:透析的原理是什么?一般需要多長時間才能完成?答:透析是指溶質(zhì)在濃度梯度的驅(qū)使下,選擇性擴散通過半透膜,從而達到大/小分子分離,膜兩側(cè)濃度平衡,即小顆粒的溶質(zhì)通過膜,而大分子物質(zhì)不能通過,被截留在膜另一邊。如果將樣品置于透析膜管內(nèi),通過置換膜管外部的透析緩沖液,可將小顆粒物質(zhì)清除,從而達到純化大分子物質(zhì)的目的。一般來說,一天之內(nèi)置換3-5次緩沖液,然后在室溫條件下,放在攪拌臺上隔夜透析,即可達到高效的透析結(jié)果。標準的透析操作一般需要16-24小時。許多因素會影響透析效率,包括:擴散系數(shù)、pH值、溫度、時間、物質(zhì)濃度、樣品體積、透析緩沖液體積、透析緩沖液的置換次數(shù)、膜表面積、膜厚度、分子帶電荷及緩沖液攪拌速率。
透析實驗原理圖
3問:透析一個樣品需要多少體積的透析緩沖液?緩沖液置換頻率怎么安排?答:透析緩沖液的體積越大,小分子擴散的驅(qū)動力越大。我們一般推薦緩沖液和樣品的體積比為100:1。當擴散速率降低,膜兩側(cè)溶液趨于平衡時,通過置換緩沖液,可維持小分子擴散驅(qū)動力和透析速率。我們一般推薦在12-24小時內(nèi),置換緩沖液2到3次,具體安排如下:
第一次緩沖液置換:透析開始后2-3小時
第二次緩沖液置換:透析開始后4-5小時
最后一次緩沖液置換:透析隔夜之前
4問:如何選擇正確的截留分子量(MWCO)?答:截留分子量應(yīng)該竟可能的大,以使透析速率最大化。但是,為了獲得最大的樣品回收率,選擇的截留分子量應(yīng)至少為需純化的大分子物質(zhì)分子量的一半。對于需對幾種分子進行分離的應(yīng)用,分子之間的分子量差至少為5倍,才能完成有效的膜透析。若不能滿足分子量差的要求,可能需要使用其它的分離技術(shù),如色譜方法或切向流過濾。
選擇正確的截留分子量
5問:那種膜的蛋白質(zhì)結(jié)合率最低?答:每種膜對不同的分子具有不同的親和性。對于球狀蛋白,相對的結(jié)合親和性由低到高為CE
6問:怎樣為膜管選擇合適大小的膜夾?答:標準RC膜(Spectra/Por1-7)和生物技術(shù)級RC膜由柔韌的再生纖維素聚合物制造,可使用任何一種透析膜夾密封。生物技術(shù)級CE&PVDF膜由相對剛性的聚合物制造,需要使用相對溫和的通用膜夾。鑒于通用膜夾對于所有類型的膜管都能起到很好的密封作用,如不確定選擇哪種膜夾合適,使用通用膜夾即可。標準膜夾一般只用于標準級RC膜管。
膜夾的密封寬度一般需比膜管的扁平寬度長4-10mm。通用膜夾的最小密封寬度為50mm。對于所有扁平寬度規(guī)格的生物技術(shù)級膜管,均有相應(yīng)的膜夾可供選擇。
7問:透析膜的保存時間為多長?答:干包裝的透析膜可保存5年。濕包裝的透析膜(0.1%的疊氮化鈉溶液)保存期限為3年。輻照滅菌的透析膜可保存1.5年。
干型透析袋圖片
8問:透析膜變干或凍存之后是否仍可使用?答:濕潤的透析膜變干之后,孔徑受到不可逆的影響,膜變得脆弱易碎,容易泄露,不推薦繼續(xù)使用。透析膜凍存之后,冰晶會使膜破裂,導(dǎo)致泄露,此時不推薦使用該膜。
9問:透析膜完全不含內(nèi)毒素嗎?答:我們確認所有透析膜不含有內(nèi)毒素,符合普通實驗室使用規(guī)格要求。
問:我需要擔心透析膜上的皺紋、滾痕或折線嗎?
答:只要膜是完整的,滾痕或者折線不會影響膜的擴散特性。
11問:CE膜比RC膜更具剛性,且不透明嗎?答:纖維素酯(CE)膜內(nèi)的聚合物交聯(lián)形成相對剛性的晶格,而再生纖維素(RC)聚合物形成更加柔韌的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。不透明性是由網(wǎng)格中孔眼的大小所決定的,孔眼越大,膜越不透明。
12問:透析膜可以化學(xué)密封或熱密封嗎?答:CE和RC透析膜只能機械密封,但PVDF透析膜可以機械密封或熱密封,通常用于樣品“封裝”目的。
13問:處理相同的蛋白樣品,Spectra/Por○R透析膜可重復(fù)使用嗎?答:我們不推薦重復(fù)使用透析膜,因為特定的處理操作可能會對膜造成污染,一定的透析條件(pH值、溫度、化學(xué)接觸等)也會對膜的完整性造成損害,和/或?qū)е滦孤,特別是在打開和重新夾上膜夾時。
14問:膜孔徑有多精確,什么是MWCO?答:透析膜微觀下呈海綿狀結(jié)構(gòu),因此,更適合通過評定其截留性能來間接地定義“孔徑”,亦即“截留分子量”(MolecularWeightCutOff,MWCO)。MWCO定義為在17個小時內(nèi),膜截留率為90%的溶質(zhì)分子量;诖硕x,選擇透析膜時,MWCO應(yīng)小于需要截留的分子的大小。
15問:透析膜Spectra/Por○R2和4有什么區(qū)別?答:Spectra/Por○R2和4都有12-14kD的截留分子量。Spectra/Por○R透析膜更適合溫和透析,Spectra/Por○R2可提供特定的更大和更小的扁平寬度,和/或滲透性;也就是說,Spectra/Por○R2的水滲透性比Spectra/Por○R4更優(yōu)越。
16問:關(guān)于膜表面積和樣品量之間的關(guān)系有沒有經(jīng)驗法則?答:表面積與體積的比值取決于膜管扁平寬度。如果有兩段相同長度的膜管,扁平寬度較小的膜管具有較高的比表面積,而扁平寬度較大的膜管比表面積相對較小,也就是說,前者的透析速率更快。原因是扁平寬度較小的膜管,溶質(zhì)的擴散距離較短,溶質(zhì)之間通過膜孔的競爭也較小。而扁平寬度大,亦即溶質(zhì)到達膜表面的距離也較長,溶質(zhì)之間對膜孔的競爭也較大。一般而言,比表面積越大,透析越快。
17問:如果膜兩側(cè)的摩爾滲透壓濃度相等,但濃度梯度仍然存在,物質(zhì)的通過效率如何?答:大多數(shù)透析結(jié)束時膜兩側(cè)滲透壓相同。透析過程是由膜管內(nèi)外兩側(cè)的濃度梯度驅(qū)動的。如果滲透壓力有很大的差別,水會通過膜以平衡膜兩側(cè)的滲透壓。如果過多的水通過膜,透析膜管可能會隨水運動的方向增大或縮小,在體積增加到一定程度時,有可能導(dǎo)致膜夾松動或膜管破裂。
透析袋夾子圖片
18問:進行超濾時,透析膜能承受多大的壓力?答:透析膜設(shè)計不適合用于壓力過濾。在不影響截留分子量的前提下,最大推薦壓力為1.5psi。
19問:一般推薦使用哪種透析液(緩沖液)?答:生物分子必須保存在嚴格的pH值控制條件下,以穩(wěn)定其分子極性。典型的透析緩沖液pH范圍為6-8。以下為常用的幾種可以作為緩沖液的生化溶液:水,PBS,TBS,HEPES,氨基酸緩沖液。
20問:為什么使用微米vs道爾頓(MW)單位,怎么轉(zhuǎn)換?答:溶解的分子大小以分子量來定義,單位為道爾頓,而顆粒和細胞大小常以直徑來定義,由于分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)不同,相同分子量的物質(zhì),分子大小和形態(tài)可能相差較大,兩者之間沒有精確的對應(yīng)關(guān)系。出于這個原因,許多常見的生物材料都已特別定性,并將大約的尺寸標注在轉(zhuǎn)換表上作為估算的參考,以用于透析、超濾和微濾應(yīng)用。道爾頓與微米單位之間的轉(zhuǎn)化,請參考“孔徑表”。
21問:對于鹽濃度較高的樣品,最佳的透析方法是什么?答:如果可能,我們推薦使用低鹽濃度的緩沖液。不推薦直接使用純DI水作為緩沖液,因為滲透壓力可能將水引入膜管,使樣品體積膨脹并可能導(dǎo)致膜管破裂。使用一系列濃度逐漸降低的溶液作為緩沖液可防止?jié)B透壓力導(dǎo)致的膜管膨脹。每次緩沖液置換,可將溶質(zhì)濃度降低十分之一,也就是說,透析一個5MNaCl的樣品,可使用500mMNaCl的緩沖液。
22問:可以使用繩子結(jié)扎膜管,而不使用膜夾嗎?答:我們不推薦使用繩子結(jié)扎膜管。因為繩結(jié)對膜管的損害具有很大的不確定性,并且可能不能提供有效的密封,而導(dǎo)致泄露。只有膜夾才能提供足夠的密封性,從而保護樣品。
23問:透析膜管應(yīng)該剪多長?答:對于每種膜管扁平寬度,我們提供相關(guān)的容積/長度比,可方便計算透析樣品所需的膜管長度。如果扁平寬度為16mm,容積/長度比為0.79ml/cm,要容納5ml的樣品,則需要大約6.5cm長的膜管。但是,為保持樣品漂浮,一般需要在頂部空間預(yù)留10-20%膜長(約為1cm)。此外,也需在兩端為膜夾各預(yù)留2cm。所以總的膜管長度應(yīng)至少為11.5cm?筛鶕(jù)以下公式計算膜管長度:總長度=(樣品體積)/(容積/長度)+(額外的10-20%)+4cm,瀏覽網(wǎng)頁,使用透析膜管計算器,根據(jù)樣品體積和扁平寬度,計算所需的膜管長度。