有機溶質超濾的原理

Ⅰ 血透機上超凈濾器的工作原理

血透機上超凈濾器的工作原理是通過正負電荷的相互作用或范德華力和透析膜表面的親水性基團選擇性吸附某些蛋白質、毒物及葯物（如β2-微球蛋白、補體、炎性介質、內毒素等）。所有透析膜表面均帶負電荷，膜表面負電荷量決定了吸附帶有異種電荷蛋白的量。在血透過程中血液中某些異常升高的蛋白質、毒物和葯物等選擇性地吸附於透析膜表面，使這些致病物質被清除，從而達到治療的目的。

血液透析是急慢性腎功能衰竭患者腎臟替代治療方式之一。它通過將體內血液引流至體外，經一個由無數根空心纖維組成的透析器中，血液與含機體濃度相似的電解質溶液（透析液）在一根根空心纖維內外，通過彌散/對流進行物質交換，清除體內的代謝廢物、維持電解質和酸鹼平衡；同時清除體內過多的水分，並將經過凈化的血液回輸的整個過程稱為血液透析。

溶質轉運：
1、彌散：是血液透析時清除溶質的主要機制。溶質依靠濃度梯度從高濃度一側向低濃度一側轉運，此現象稱為彌散。溶質的彌散轉運能源來自溶質的分子或微粒自身的不規則運動（布朗運動）。
2、對流：溶質伴隨溶劑一起通過半透膜的移動，稱為對流。溶質和溶劑一起移動，是摩擦力作用的結果。不受溶質分子量和其濃度梯度差的影響，跨膜的動力是膜兩側的靜水壓差，即所謂溶質牽引作用。
3、吸附：是通過正負電荷的相互作用或范德華力和透析膜表面的親水性基團選擇性吸附某些蛋白質、毒物及葯物（如β2-微球蛋白、補體、炎性介質、內毒素等）。所有透析膜表面均帶負電荷，膜表面負電荷量決定了吸附帶有異種電荷蛋白的量。在血透過程中，血液中某些異常升高的蛋白質、毒物和葯物等選擇性地吸附於透析膜表面，使這些致病物質被清除，從而達到治療的目的。

Ⅱ 何謂透析在實際工作中的應用及原理如何

血液透析(Hemodialysis，HD)通過其生物物理機制，完成對溶質及水的清除和轉運，其基本原理是通過彌散(Diffusion)、對流(Convection)及吸附(Absorption)清除血液中各種內源性和外源性「毒素」；通過超濾(Ultrafiltration)和滲透(Osmosis)清除體內瀦留的水分，同時糾正電解質和酸鹼失衡，使機體內環境接近正常從而達到治療的目的。
1. 溶質轉運
a. 彌散轉運
溶質依靠濃度梯度從高濃度一側向低濃度一側轉運，稱此現象為彌散。溶質的彌散轉運能源來自溶質的分子或微粒自身的不規則運動(布朗運動)。在兩種溶液之間放置半透膜，溶質通過半透膜從高濃度溶液向低濃度溶液中運動，稱為透析。這種運動的動力是濃度梯度。HD的溶質交換主要是通過彌散轉運來完成的。血液中的代謝廢物向透析液側移動，從而減輕尿毒症症狀；透析液中鈣離子和鹼基移入血液中，以補充血液的不足。為敘述方便，一般提到的是凈物質轉運，實際上通過膜的溶質交換是雙向性的。
b. 對流轉運
溶質伴隨含有該溶質的溶劑一起通過半透膜的移動，稱對流。溶質和溶劑一起移動是磨擦力作用的結果。不受溶質分子量和其濃度梯度差的影響。跨膜的動力是膜兩側的水壓差，即所謂溶質牽引作用(Solvent Drag)。HD和血液過濾(Hemofiltration，HF)時，水分從血液側向透析側或濾液側移動(超濾)時，同時攜帶水分中的溶質通過透析膜。超濾液中的溶質轉運，就是通過對流的原理進行的。反映溶質在超濾時可被濾過膜清除的指標是篩選系數，它是超濾液中某溶質的濃度除以其血中濃度。因此，利用對流清除溶質的效果主要由超濾率和膜對此溶質篩選系數決定。
c. 吸附
吸附是通過正負電荷的相互作用或范德華(Van der Wassls)力和透析膜表面的親水性基團選擇性吸附某些蛋白質、毒物及葯物(如b2-M、補體、炎症介質、內毒素等)。膜吸附蛋白質後可使溶質的擴散清除率降低。在血液透析過程中，血液中某些異常升高的蛋白質、毒物和葯物等選擇性地吸附於透析膜表面，使這些致病物質被清除，從而達到治療目的。
2. 水的轉運
液體在水力學壓力梯度或滲透壓梯度作用下通過半透膜的運動，稱超濾。臨床透析時，超濾是指水分從血液側向透析液側移動；反之，如果水分從透析液側向血液側移動，則稱反超濾。
3. 酸鹼平衡紊亂的糾正
透析患者每天因食物代謝產生50~100mEq的非揮發性酸，由於患者的腎功能障礙，這些酸性物質不能排出體外，只能由體內的鹼基中和。體內中和酸性產物的主要物質是碳酸氫鹽，因此尿毒症患者血漿中的H2CO3濃度常降低，平均為20~ 22mEq/L左右。透析時常利用透析液中較血液濃度高的鹼基彌散入血來中和體內的酸性產物。
二 影響透析效率的因素
1. 透析器類型
目前各種類型透析器對中、小分子物質的清除以及對水分超濾的效率較大程度上取決於透析膜性能。如聚碸膜、聚甲基丙烯酸甲脂膜和聚丙烯膜等對中分子物資和水分清除效果優於銅仿膜透析器。此外，透析效率尚與透析器有效透析面積成正比。一般應選用透析面積為1.2~1.5m2的透析器為宜。
2. 透析時間
透析時間與透析效率呈正比。使用中空纖維透析器，一般每周透析時間為12~15h。
3. 血液和透析液的流量
每分鍾流入透析器內的血液和透析液流量與透析效果密切相關。HD過程中，體內某些代謝產物如肌酐或尿素氮的清除率，一般可由簡化的清除率公式計算：
清除率＝
Ci＝某溶質流入透析器濃度；
Co＝某容質流出透析器的濃度；
QB＝入透析器的血流量(ml/min )。
從公式中可以看出：(1)血流量越大，清除率越高；(2)在透析過程中，血液內某一溶質的清除與該物質在血液側與透析液側的濃度的梯度差呈正比，為保持最大的濃度梯度差，可以增加透析液流量。此外，清除效果尚與透析液通過透析器時接觸透析膜的量、面積、時間有關。血流與透析液在透析器內反向流動，可增加接觸時間。故透析液流量亦直接影響溶質的清除。常規HD要求血流量為200~ 300ml/min，透析液流量為500ml/min。若能提高血流量至300ml/min，或必要時提高透析液流量至600~ 800ml/min，則更可提高透析效率。
4. 跨膜壓力
HD過程中體內水分的清除，主要靠超濾作用。超濾率與跨膜壓(TMP)密切相關。TMP越大，超濾作用越強。在常規HD時為擴大TMP，一般在透析液側加上負壓，通常為20~ 26.6kPa(150~200mmHg)，使水分從血液側迅速向透析液側流動。因此，在透析過程中，及時調節TMP甚為重要。血壓正常患者，在血流量為200ml/min時，入口端平均動脈壓(MAP)小於10.6~12kPa(80~ 90mmHg)。而出口端MAP小於6.6~ 8kPa(50~60mmHg)。若出口端M

Ⅲ 透化的原理和應用是什麼

血液透析(Hemodialysis，HD)通過其生物物理機制，完成對溶質及水的清除和轉運，其基本原理是通過彌散(Diffusion)、對流(Convection)及吸附(Absorption)清除血液中各種內源性和外源性「毒素」；通過超濾(Ultrafiltration)和滲透(Osmosis)清除體內瀦留的水分，同時糾正電解質和酸鹼失衡，使機體內環境接近正常從而達到治療的目的。

1. 溶質轉運

a. 彌散轉運

溶質依靠濃度梯度從高濃度一側向低濃度一側轉運，稱此現象為彌散。溶質的彌散轉運能源來自溶質的分子或微粒自身的不規則運動(布朗運動)。在兩種溶液之間放置半透膜，溶質通過半透膜從高濃度溶液向低濃度溶液中運動，稱為透析。這種運動的動力是濃度梯度。HD的溶質交換主要是通過彌散轉運來完成的。血液中的代謝廢物向透析液側移動，從而減輕尿毒症症狀；透析液中鈣離子和鹼基移入血液中，以補充血液的不足。為敘述方便，一般提到的是凈物質轉運，實際上通過膜的溶質交換是雙向性的。

b. 對流轉運

溶質伴隨含有該溶質的溶劑一起通過半透膜的移動，稱對流。溶質和溶劑一起移動是磨擦力作用的結果。不受溶質分子量和其濃度梯度差的影響。跨膜的動力是膜兩側的水壓差，即所謂溶質牽引作用(Solvent Drag)。HD和血液過濾(Hemofiltration，HF)時，水分從血液側向透析側或濾液側移動(超濾)時，同時攜帶水分中的溶質通過透析膜。超濾液中的溶質轉運，就是通過對流的原理進行的。反映溶質在超濾時可被濾過膜清除的指標是篩選系數，它是超濾液中某溶質的濃度除以其血中濃度。因此，利用對流清除溶質的效果主要由超濾率和膜對此溶質篩選系數決定。

c. 吸附

吸附是通過正負電荷的相互作用或范德華(Van der Wassls)力和透析膜表面的親水性基團選擇性吸附某些蛋白質、毒物及葯物(如b2-M、補體、炎症介質、內毒素等)。膜吸附蛋白質後可使溶質的擴散清除率降低。在血液透析過程中，血液中某些異常升高的蛋白質、毒物和葯物等選擇性地吸附於透析膜表面，使這些致病物質被清除，從而達到治療目的。

2. 水的轉運

液體在水力學壓力梯度或滲透壓梯度作用下通過半透膜的運動，稱超濾。臨床透析時，超濾是指水分從血液側向透析液側移動；反之，如果水分從透析液側向血液側移動，則稱反超濾。

3. 酸鹼平衡紊亂的糾正

透析患者每天因食物代謝產生50~100mEq的非揮發性酸，由於患者的腎功能障礙，這些酸性物質不能排出體外，只能由體內的鹼基中和。體內中和酸性產物的主要物質是碳酸氫鹽，因此尿毒症患者血漿中的H2CO3濃度常降低，平均為20~ 22mEq/L左右。透析時常利用透析液中較血液濃度高的鹼基彌散入血來中和體內的酸性產物。

二 影響透析效率的因素

1. 透析器類型

目前各種類型透析器對中、小分子物質的清除以及對水分超濾的效率較大程度上取決於透析膜性能。如聚碸膜、聚甲基丙烯酸甲脂膜和聚丙烯膜等對中分子物資和水分清除效果優於銅仿膜透析器。此外，透析效率尚與透析器有效透析面積成正比。一般應選用透析面積為1.2~1.5m2的透析器為宜。

2. 透析時間

透析時間與透析效率呈正比。使用中空纖維透析器，一般每周透析時間為12~15h。

3. 血液和透析液的流量

每分鍾流入透析器內的血液和透析液流量與透析效果密切相關。HD過程中，體內某些代謝產物如肌酐或尿素氮的清除率，一般可由簡化的清除率公式計算：

清除率＝

Ci＝某溶質流入透析器濃度；

Co＝某容質流出透析器的濃度；

QB＝入透析器的血流量(ml/min )。

從公式中可以看出：(1)血流量越大，清除率越高；(2)在透析過程中，血液內某一溶質的清除與該物質在血液側與透析液側的濃度的梯度差呈正比，為保持最大的濃度梯度差，可以增加透析液流量。此外，清除效果尚與透析液通過透析器時接觸透析膜的量、面積、時間有關。血流與透析液在透析器內反向流動，可增加接觸時間。故透析液流量亦直接影響溶質的清除。常規HD要求血流量為200~ 300ml/min，透析液流量為500ml/min。若能提高血流量至300ml/min，或必要時提高透析液流量至600~ 800ml/min，則更可提高透析效率。

4. 跨膜壓力

HD過程中體內水分的清除，主要靠超濾作用。超濾率與跨膜壓(TMP)密切相關。TMP越大，超濾作用越強。在常規HD時為擴大TMP，一般在透析液側加上負壓，通常為20~ 26.6kPa(150~200mmHg)，使水分從血液側迅速向透析液側流動。因此，在透析過程中，及時調節TMP甚為重要。血壓正常患者，在血流量為200ml/min時，入口端平均動脈壓(MAP)小於10.6~12kPa(80~ 90mmHg)。而出口端MAP小於6.6~ 8kPa(50~60mmHg)。

Ⅳ 超濾中的濃差極化現象分析

什麼是濃差極化？

在壓力驅動膜過程中，由於料液中水透過膜，而溶質被膜阻留，使膜表面上溶質的濃度升高。在濃度梯度作用下，溶質從膜表面向本體溶液反向擴散，形成邊界層，使流體阻力和滲透壓增加，從而導致溶劑透過通量減小。

當溶劑向膜表面流動引起的溶質流動速度與由濃度梯度引起的溶質向本體溶液的擴散速率達到平衡時，在膜表面附近形成一個穩定的濃度梯度區，膜表面濃度C2高於主體溶液濃度C1，這一區域稱為濃差極化邊界層，這一現象叫濃差極化；C2/C1叫濃差極化度。

濃差極化的危害

1. 濃差極化使膜表面溶質濃度增高，引起滲透壓的增大，從而減小傳質驅動力。

2. 當膜表面溶質濃度達到其飽和濃度時，會在膜表面形成沉積或凝膠層，增加透過阻力。

3. 膜表面沉積層或凝膠層的形成會改變膜的分離特性。

4. 當有機溶質在膜表面達到一定濃度時有可能對膜發生溶脹或溶解，惡化膜的性能。

5. 嚴重的濃差極化導致結晶析出，阻塞流道，運行惡化。

濃差極化防治

既然超濾膜的濃差極化現象危害如此之大，那麼怎麼防止濃差極化現象的惡化呢？

主要防治途徑：

1. 加強進料的預處理。

2. 選擇合適膜組件：組件結構；加入紊流器；料液橫切流向設計；螺旋流。

3.合理的過程設計：料液脈沖流動；提高流速。

4.合適的操作參數的選擇：適當提高進料液溫度以降低粘度，增大傳質系數等。

超濾膜的濃差極化不僅會使膜通量減小，不及時處理還會引起膜的性能惡化，壽命大大減少，因此做好日常的維護工作及其重要的~

Ⅳ 工業超濾膜組件運行常規操作步驟是什麼

超濾膜組件運行的操抄作步驟如下：

1.溶質的預處理。在對溶質進行微濾之前，必須保證溶質的溫度在35度以下，操作時溫度不高於45度。溶質的ph值應控制在2-13之間，過濾採用10-50微米的預處理。

2.預處理後將溶質放入桶中。

3.溶質微濾操作：關閉超濾膜排風閥和進口閥，打開約三分之二大小的迴流閥。通過液體到液桶的閥門完全打開，使溶質通過，然後閥門關閉。此時需要打開泵，緩慢打開微濾進水閥，壓力控制在0.1Mpa左右。在迴流閥打開大約一到五分鍾後，進口閥緩慢關閉，泵最終關閉。

4.微濾後，必須用純水清洗設備，並用純水保養。如果溶質是水，這個步驟可以省略。

工業超濾膜組件按照正確步驟進行操作，就能確保其能長時間保持良好的運行狀態。

Ⅵ 水處理中的超濾進水是怎樣的，是從

看你的要求一般是下進上出。一般在超濾過程中，水溶液在壓力推動下，流經膜表面，小於回膜孔的溶劑(水)及小分子答溶質透水膜，成為凈化液(濾清液)，比膜孔大的溶質及溶質集團被截留，隨水流排出，成為濃縮液。超濾過程為動態過濾，分離是在流動狀態下完成的。溶質僅在膜表面有限沉積，超濾速率衰減到一定程度而趨於平衡，且通過清洗可以恢復。處理一般污水用一體化污水處理設備。

Ⅶ 為什麼叫超濾

超濾是一種加壓膜分離技術，即在一定的壓力下，使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑回的特製的薄膜，而使大分子答溶質不能透過，留在膜的一邊，從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質，而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當被處理水藉助於外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小於300—500的溶質透過膜，而大於膜孔的微粒、大分子等由於篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當水通過超濾膜後，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時可去除大量的有機物等。

Ⅷ 血液透析的原理

血液透析（hemodialysis，HD）是急慢性腎功能衰竭患者腎臟替代治療方式之一。它通過將體內血液引流至體外，經一個由無數根空心纖維組成的透析器中，血液與含機體濃度相似的電解質溶液（透析液）在一根根空心纖維內外，通過彌散/對流進行物質交換，清除體內的代謝廢物、維持電解質和酸鹼平衡；同時清除體內過多的水分，並將經過凈化的血液回輸的整個過程稱為血液透析。

原理：
溶質轉運
1. 彌散：是HD時清除溶質的主要機制。溶質依靠濃度梯度從高濃度一側向低濃度一側轉運，此現象稱為彌散。溶質的彌散轉運能源來自溶質的分子或微粒自身的不規則運動（布朗運動）。
2. 對流：溶質伴隨溶劑一起通過半透膜的移動，稱為對流。溶質和溶劑一起移動，是摩擦力作用的結果。不受溶質分子量和其濃度梯度差的影響，跨膜的動力是膜兩側的靜水壓差，即所謂溶質牽引作用。
3. 吸附：是通過正負電荷的相互作用或范德華力和透析膜表面的親水性基團選擇性吸附某些蛋白質、毒物及葯物（如β2-微球蛋白、補體、炎性介質、內毒素等）。所有透析膜表面均帶負電荷，膜表面負電荷量決定了吸附帶有異種電荷蛋白的量。在血透過程中，血液中某些異常升高的蛋白質、毒物和葯物等選擇性地吸附於透析膜表面，使這些致病物質被清除，從而達到治療的目的。
水的轉運
1. 超濾定義：液體在靜水壓力梯度或滲透壓梯度作用下通過半透膜的運動稱為超濾。透析時，超濾是指水分從血液側向透析液側移動；反之，如果水分從透析液側向血液側移動，則稱為反超濾。
2. 影響超濾的因素
（1） 凈水壓力梯度：主要來自透析液側的負壓，也可來自血液側的正壓。
（2） 滲透壓梯度：水分通過半透膜從低濃度側向高濃度側移動，稱為滲透。其動力是滲透壓梯度。當兩種溶液被半透膜隔開，且溶液中溶質的顆粒數量不等時，水分向溶質顆粒多的一側流動，在水分流動的同時也牽引可以透過半透膜的溶質移動。水分移動後，將使膜兩側的溶質濃度相等，滲透超濾也停止。血透時，透析液與血漿基本等滲，因而超濾並不依賴滲透壓梯度，而主要由靜水壓力梯度決定。
（3） 跨膜壓力：是指血液側正壓和透析液側負壓的絕對值之和。血液側正壓一般用靜脈迴路側除泡器內的靜脈壓來表示。
（4） 超濾系數：是指在單位跨膜壓下，水通過透析膜的流量，反映了透析器的水通過能力。不同超濾系數值透析器，在相同跨膜壓下水的清除量不同。

Ⅸ 截留分子量在1000-10萬的溶質，請問該選怎樣的超濾膜或怎樣搭配膜主件。

要根據溶質的大小，比如多少納米、多少道爾頓，然後選擇膜。只知道分子量是不夠的。例如蛋白質的分子量很大，但卻只有幾個納米大小啊。

Ⅹ 超濾膜分離實驗中，什麼是濃度極差

隨著超濾膜使用時間的增加，膜的通量會逐漸減小，濃差極化現象就是引起這種現象的原因專之一，掌握其屬發生機理和降低這種現象發生的具體措施，對超濾膜膜分離的過程是十分重要的。

那麼超濾膜濃差極化有哪些危害呢?

1.濃差極化使膜表面溶質濃度增高，引起滲透壓的增大，從而減小傳質驅動力。

2.當膜表面溶質濃度達到其飽和濃度時，會在膜表面形成沉積或凝膠層，增加透過阻力。

3.膜表面沉積層或凝膠層的形成會改變膜的分離特性。

4.當有機溶質在膜表面達到一定濃度時有可能對膜發生溶脹或溶解，惡化膜的性能。

5.嚴重的濃差極化導致結晶析出，阻塞流道，運行惡化。