虑元是中空纤维管,由外向内过滤,流向是与中空纤维的外壁相切的。
切向流过滤是为了减少原液中的悬浮物沾附在虑元的表面。
切向流过滤原理:它是一种压力驱动的,根据分子尺寸的膜分离过程。用TFF,样本混合物不是像直流过滤那样被强迫通过一个单一的通路来通过膜。而是流体通过多次再循环的方式,切向通过膜的表面。
这种由施加压力带来的清扫,降低了初始样本在膜表面的积累。比膜截留分子量大的目标分子得到了保留,然而小分子和缓冲液通过了膜。
切向流过滤是一种浓缩和脱盐10ml到几千升样本溶液的有效方法。它可以用来从小的生物分子中分离大的生物分子,捕获细胞悬浮液以及澄清发酵液和细胞裂解物。TFF可以应用于一系列应用包括蛋白质化学,分子生物学,免疫学,生物化学和微生物学。
常规过滤是指在压力的作用下,液体直接穿过滤膜进入下游,而大的颗粒或分子则被截留在膜的上游或内部,小的颗粒或分子透过膜进入下游。在这种操作方式下,液体的流动方向是垂直于膜表面进入下游。常规过滤的应用包括澄清过滤、除菌过滤和除病毒过滤等。
切向流过滤则是指液体的流动方向是平行于膜表面的,在压力的作用下只有一部分的液体穿过滤膜进入下游,这种操作方式也有人称之为“错流过滤”(Cross Flow Filtration)。由于切向流在过滤过程中对膜包的表面进行不停的“冲刷”,所以在这种操作模式下有效的缓解了大的颗粒和分子在膜上的堆积,这就使得这种操作模式在很多应用中具有独特的优势。
切向流过滤中,泵推动流体通过滤膜表面,冲刷去除其上截留的分子,从而使滤膜表面的积垢程度降至最低。于此同时,切向流体也会产生垂直于滤膜的压力,推动溶质和小分子通过滤膜。如此方能完成过滤。利用细分筛网分离沙子与鹅卵石的模拟试验,有助于理解切向流过滤的机理:筛网眼象征滤膜上的孔隙,而沙子与鹅卵石象征待分离的分子,在直流过滤中,沙子-鹅卵石混合物被迫向着筛网眼方向移动,随着一些较小的砂粒通过筛网眼落下,在筛网表面形成一个鹅卵石层,阻碍顶部砂粒向筛网方向移动并通过筛网眼,在直流过滤中,增加压力,仅能对混合物施加压力,而无助于分离的促进。
相比之下,在切向流过滤模式中,通过混合物的再循环防止限制层的形成,此再循环类似于:振动以去除阻塞筛网眼的鹅卵石,使得位于混合物顶部的砂粒落下并通过筛网眼。因此,利用切向流过滤进行生物分子分离,效率更高,浓缩或渗滤速度更为快捷。
错流过滤
错流过滤(cross flow filtration)是在泵的推动下料液平行于膜面流动,与死端过滤(dead-end flow filtration)不同的是料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走,从而使污染层保持在一个较薄的水平。错流过滤操作较死端过滤复杂,对固含量高于0.5%的料液通常采用错流过滤。随着错流过滤操作技术的发展,在许多领域有代替死端过滤的趋势。切向流过滤则是指液体的流动方向是平行于膜表面的,在压力的作用下只有一部分的液体穿过滤膜进入下游,这种操作方式也有人称之为“错流过滤”(Cross Flow Filtration)。由于切向流在过滤过程中对膜包的表面进行不停的“冲刷”,所以在这种操作模式下有效的缓解了大的颗粒和分子在膜上的堆积,这就使得这种操作模式在很多应用中具有独特的优势
蛋白质分离鉴定的常用方法:
沉淀法
沉淀法也称溶解度法。其纯化生命大分子物质的基本原理是根据各种物质的结构差异性来改变溶液的某些性质,进而导致有效成分的溶解度发生变化。
1、盐析法
盐析法的根据是蛋白质在稀盐溶液中,溶解度会随盐浓度的增高而上升,但当盐浓度增高到一定数值时,使水活度降低,进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和,水化膜逐渐被破坏,最终引起蛋白质分子间互相凝聚并从溶液中析出。
2、有机溶剂沉淀法
有机溶剂能降低蛋白质溶解度的原因有二:其一、与盐溶液一样具有脱水作用;其二、有机溶剂的介电常数比水小,导致溶剂的极性减小。
3、蛋白质沉淀剂
蛋白质沉淀剂仅对一类或一种蛋白质沉淀起作用,常见的有碱性蛋白质、凝集素和重金属等。
4、聚乙二醇沉淀作用
聚乙二醇和右旋糖酐硫酸钠等水溶性非离子型聚合物可使蛋白质发生沉淀作用。
5、选择性沉淀法
根据各种蛋白质在不同物理化学因子作用下稳定性不同的特点,用适当的选择性沉淀法,即可使杂蛋白变性沉淀,而欲分离的有效成分则存在于溶液中,从而达到纯化有效成分的目的。
吸附层析
1、吸附柱层析
吸附柱层析是以固体吸附剂为固定相,以有机溶剂或缓冲液为流动相构成柱的一种层析方法。
2、薄层层析
薄层层析是以涂布于玻板或涤纶片等载体上的基质为固定相,以液体为流动相的一种层析方法。这种层析方法是把吸附剂等物质涂布于载体上形成薄层,然后按纸层析操作进行展层。
3、聚酰胺薄膜层析
聚酰胺对极性物质的吸附作用是由于它能和被分离物之间形成氢键。这种氢键的强弱就决定了被分离物与聚酰胺薄膜之间吸附能力的大小。层析时,展层剂与被分离物在聚酰胺膜表面竞争形成氢键。因此选择适当的展层剂使分离在聚酰胺膜表面发生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的连续过程,就能导致分离物质达到分离目的。
离子交换层析
离子交换层析是在以离子交换剂为固定相,液体为流动相的系统中进行的。离子交换剂是由基质、电荷基团和反离子构成的。离子交换剂与水溶液中离子或离子化合物的反应主要以离子交换方式进行,或借助离子交换剂上电荷基团对溶液中离子或离子化合物的吸附作用进行。
凝胶过滤
凝胶过滤又叫分子筛层析,其原因是凝胶具有网状结构,小分子物质能进入其内部,而大分子物质却被排除在外部。当一混合溶液通过凝胶过滤层析柱时,溶液中的物质就按不同分子量筛分开了。
优点:根据分子大小不同进行分离纯化,由于超滤过程中,滤膜表面容易被吸附的蛋白质堵,以致超滤速度减慢,,截流物质的分子量也越来越小,所以在使用超滤方法时要选择合适的滤膜,也可以选择切向流过滤得到更理想的效果。缺点:溶解度不分离纯化,根据蛋白质分子结构的特点,适当地改变外部条件,就可以选择性地控制蛋白质混合物中某一成分的溶解度,达到分离纯化蛋白质的目的。
关键词:切向流过滤外泌体优缺点