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超滤管对小分子有吸附作用

发布时间:2025-09-12 02:32:45

超滤过滤的原理是

超滤超滤是复一种与膜孔径大小制相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的。参见下图。

⑵ 透析技术与超滤技术在生物制品中去除杂质的优缺点对比

透析和超滤技术均基于半透膜分离不同分子量物质的基本原理。然而,它们的应用领域各有侧重。透析技术在生物化学实验室中应用广泛,用于生物大分子的除盐、除有机溶剂、去除小分子杂质及浓缩样品等。透析过程主要依赖扩散压,即横跨膜两侧的浓度梯度。透析速率与膜厚度呈反比,与膜内外小分子溶质的浓度梯度、膜面积和温度成正比。透析袋通常使用纤维素制成,截留分子量约为1万,常用规格为23mm~50mm,出厂前需用甘油处理并清洗,以去除有害杂质。

超滤技术则是通过加压膜分离实现的,它能有效去除大分子溶质。超滤分为微孔过滤、超滤和反渗透三种,分别适用于不同的操作压力和膜孔径。超滤的优点在于操作简便、成本低廉,无需添加化学试剂,实验条件温和,不引起相变,防止生物大分子变性、失活或自溶。在生物制品制备中,超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩。

超滤膜的选择至关重要,早期的膜为均匀的微孔薄膜,近年来发展出各向异的不对称膜,如皮肤层和海绵层组合的膜,皮肤层决定了膜的选择性,海绵层增加了机械强度,提高了膜的通透性和耐久性。超滤装置包括板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种类型,适用于处理含有生物大分子、有机胶体、多糖及微生物的液体,这些物质容易粘附和沉积于膜表面,造成浓差极化和堵塞。

超滤技术在生物制品中的应用显示出显著的经济效益,例如在制备供静脉注射的25%人胎盘血白蛋白时,改用超滤工艺后,平均回收率可达97.18%,吸附损失为1.69%,透过损失为1.23%,截留率为98.77%,大幅提高了白蛋白的产量和质量,每年可节省大量资源。

尽管超滤技术在生物制品中的应用前景广阔,但其局限性也不容忽视,如无法直接获得干粉制剂,对于蛋白质溶液只能达到10~50%的浓度。因此,未来的研究应着重于提高膜的质量和稳定性,以及开发更高效的膜材料。

⑶ 超滤法提取外泌体的原理和操作要点是什么

外泌体是细胞分泌的一种微小囊泡,具有重要的生物学功能。超滤法是提取外泌体的常用方法之一,以下是其原理和操作要点:

原理

超滤法是利用超滤膜对不同大小分子进行选择性分离的技术。超滤膜具有一定的孔径范围,当含有外泌体的生物样品通过超滤膜时,小于膜孔径的物质如小分子代谢物、盐离子、缓冲液等可以自由通过膜孔,而外泌体的粒径通常在 30 - 150nm 之间,大于超滤膜的孔径,因此被截留在膜的一侧,从而实现外泌体与其他杂质的分离和浓缩。

操作要点

样品准备

确保生物样品的新鲜度,尽量减少外泌体的降解和聚集。例如,对于血液样本,应在采集后尽快离心分离血清或血浆,并避免反复冻融。

对样品进行预处理,如过滤或低速离心,以去除细胞碎片、大的蛋白质聚集体等杂质,防止它们堵塞超滤膜。

选择合适的超滤膜

根据外泌体的大小和特性,选择具有合适孔径的超滤膜。一般来说,截留分子量为 100 - 300kDa 的超滤膜较为常用,对应的孔径可有效截留外泌体。

考虑超滤膜的材质,如聚醚砜(PES)、再生纤维素等,材质应具有良好的生物相容性、化学稳定性和低蛋白吸附性,以减少对外泌体的吸附和破坏。

超滤操作

将预处理后的样品加入到超滤装置中,注意避免气泡的产生,因为气泡可能会影响超滤效果并导致外泌体损失。

选择合适的超滤方式,如搅拌式超滤或切向流超滤。搅拌式超滤适用于小体积样品,通过搅拌可以减少浓差极化现象;切向流超滤则更适合大规模样品的处理,能有效提高超滤效率和膜的使用寿命。

控制超滤的压力和流速,避免过高的压力导致外泌体变形或破裂。一般来说,操作压力应控制在 0.5 - 2 bar 之间,流速根据具体装置和样品体积进行调整。

在超滤过程中,可适时补充缓冲液或生理盐水,以维持样品的渗透压和体积,防止外泌体因浓缩过度而发生聚集。

外泌体收集和保存

超滤完成后,小心收集截留在外泌体浓缩液,避免污染。

如需长期保存,应将外泌体浓缩液分装成小份,避免反复冻融,可在 - 80℃冰箱中保存。同时,可加入适量的保护剂如甘油、BSA 等,以稳定外泌体的结构和功能。

在整个超滤法提取外泌体的过程中,要严格遵守无菌操作原则,防止微生物污染,同时注意操作的温和性,以保持外泌体的完整性和生物学活性。

⑷ 什么是超滤液

循环血液通过肾小球毛细血管时,血浆中的水分和小分子溶质会通过肾小囊形成超滤液。超滤液是尿液生成的起始阶段,人体每日生成约180升的超滤液。随后,超滤液进入肾小管,成为小管液。通过肾小管和集合管的重吸收与分泌功能,大部分水分和溶质被重新吸收入血液,形成最终的尿液量,仅1.5升。

超滤技术是一种加压膜分离技术,利用特制的膜在压力作用下,使小分子溶质和溶剂透过膜,而大分子物质被截留。超滤原理基于膜表面的微孔筛选,可以截留分子量在3x10000至1x10000之间的物质。水通过超滤膜后,可以去除大部分胶体硅和有机物。

超滤过程中,被截留的杂质在膜表面积累,可能导致浓差极化现象,进而生成凝胶层,使膜的透水量下降。因此,需通过优化工艺和运行条件,减轻浓差极化的影响,提高超滤的效率和可靠性。

超滤技术广泛应用于饮用水深度处理、工业超纯水制备以及溶液浓缩分离等领域。超滤膜根据材料可分为有机膜和无机膜,按外形可分为平板式、管式、毛细管式、中空纤维和多孔式。家用超滤净水器多采用中空纤维膜。

超滤膜的工作原理主要基于筛分机理,通过调整工作压力和膜孔径大小来实现水的净化处理。以中空纤维为例,可根据进水方式分为外压式和内压式两种类型。超滤技术因其高效、可靠的特点,在许多领域得到了广泛应用。

⑸ 超滤净水机究竟是什么


简介
超滤是一种利用膜分离技术的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔,其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过,而最小细菌的体积都在0.02微米以上,因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来,从而实现了净化过程。
超滤膜的制水流程
自来水先进入超滤膜管内,在水压差的作用下,膜表面上密布的许多0.01微米的微孔只允许水分子、有益矿物质和微量元素透过,成为净化水。
而细菌、铁锈、胶体、泥沙、悬浮物、大分子有机物等有害物质则被截留在超滤膜管内,在超滤膜进行冲洗时排出。
净水机过滤程序
第一级过滤(5PP精滤芯,三个月更换一次)去除水中肉眼可见杂质,包括泥沙_红虫_铁锈等。
第二级过滤(颗粒活性炭滤芯,约半年更换一次)强力吸附有机物和异色_异味如农药_氨氮气等。
有过滤(树脂滤芯,约半年更换一次)有效吸附水中镁_铁_钙_等重金属物质,去除水垢
第四级过滤(超滤膜1-2年更换一次)应用膜过滤技术,将水中悬浮物_胶体_细菌_余氯等有害物质去除,保留水中有益的微量元素及矿物质。
第五级过滤(远红外磁能滤芯,约一年更换一次)促进维他命C等有益物质吸收,产生核磁共震,将水活化成更小的水分子团,提高水中溶氧量。
第六级过滤(小T33后置活性炭滤芯,约九个月更换一次)改善出水口感,使出水水质更甘甜可口。
超滤膜冲洗流程
超滤膜使用一段时间后,被截留下来的细菌、铁锈、胶体、悬浮物、大分子有机物等有害物质会依附在超滤膜的内表面,使超滤膜的产水量逐渐下降,尤其是自来水质污染严重时,更易引起超滤膜的堵塞,定期对超滤膜进行冲洗可有效恢复膜的产水量。
超滤膜滤芯将成束的超滤膜丝经过浇铸工艺后制成如下图所示的超滤芯,滤芯由ABS外壳、外壳两端的环氧封头和成束的超滤膜丝物局三部分组成。
环氧封头填充了膜丝与膜丝之间的空隙,形成原液与透过液之间的隔离,原液首先进入超滤膜孔内,经超滤膜过滤后成为透过液,防止了原液不经过滤直接进入到透过液中。
特点1、食品级材料,安全可靠,绿色环保。
2、新一代滤芯,过滤精度高、使用寿命长,其水锤、耐压等测试均通过NSF测试标准
3、美国进口M6活性炭,高效吸附能力(碘吸附值达1100mg/g)超过国家一级活性炭标准(1000mg/g)能有效吸附水中余氯、重金属、有机物等,去除水中异味和异色:活性碳的微孔能吸附并去除水中由于腐殖质引起的异色、异味,达到改善水质的目的
4、进口超滤膜通量大去除率高膜丝强度高抗污染性强,国家卫生级材料,去除病菌及悬浮微粒,配蚂亩保留有益于人体的矿物质
5、纯物理法处理,无二次污染
6、快接管路技术,安装、使用、维护方便。
7、产水可直接饮用滤料功能
第一级:PP棉:对原水进行初过滤,去除水中较粗颗粒杂质、污泥、胶体、悬浮物质等。
第二级:颗粒活性炭:吸附水中异味、异色、余氯、有机物、部分重金属等
第:PP棉:深度净化、进一步去除杂质,保护超滤膜
第四级:后置活性炭:改善口感后。
第五级:超滤膜:去除水中的细菌、铁锈、胶体及有机物等杂质。
四种基本结构
1、搅拌式超滤器超滤器较小,内装一平板膜,由高压气瓶压力,用电磁搅拌子混合超滤器内的溶液,这种超滤器适于实验室使用,见图1。
2、循环流程料液由液槽泵入超滤组件,再回到液槽循环处理,适于处理小批量溶液,见图2。
3、单级放液流程如图3所示,料液培森在设备内循环处理,达到一定浓度后按一定体积比例放出。
4、多级放液流程把两个或多个单级设备按图4联接而成,这种流程优点多,为把溶液浓缩到一定浓度所需的时间少,见图4。
超滤净水器的寿命和经济核算
超滤净水器的寿命由膜的使用寿命和其它部件的寿命决定。
膜的寿命与者的保证、处理的对象、使用的正确性等多项因素有关,通常膜的使用寿命是12-18个月,所以更换膜组件是超滤技术的重要投资。
不同的超滤膜都有各自的使用条件、耐ph值范围、最高使用温度以及溶剂特性;短时间超出这些使用条件尚可允许,否则,会严重损坏膜组件。
超滤设备中膜组件以外的部件,一般不易损坏。
超滤技术的经济核算,由于使用对象不同,膜的透水通量差异,很大设备投资及作费用也就很不相同,难以统一核算,但一般应考虑设备投资、换膜费、动力费、膜清洗药剂费、劳力费和运转维修费等。
超滤膜表面密布的微孔进行物理筛分,滤除水中的铁锈、微粒、细菌、部分病毒、胶体及部分有机物等有害物质,保持出水pH值不变,同时保留水中溶解氧及人体所需微量矿物质。
超滤膜净水器符合安全、健康概念的饮用水。

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