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超濾和對流

發布時間: 2020-12-20 15:53:34

㈠ 尿毒症病人嘴裡苦的原因

是病灶的原因。

㈡ 透析技術與超濾技術在生物製品中去除雜質的優缺點對比

透析和超濾基本原理差不多,都是利用半透膜分離大小不同的分子。但是也有一些區別,主要是應用范圍不同。具體介紹如下:
透析
自Thomas Graham 1861年發明透析方法至今已有一百多年。透析已成為生物化學實驗室最簡便最常用的分離純化技術之一。在生物大分子的制備過程中,除鹽、除少量有機溶劑、除去生物小分子雜質和濃縮樣品等都要用到透析的技術。
透析只需要使用專用的半透膜即可完成。通常是將半透膜製成袋狀,將生物大分子樣品溶液置入袋內,將此透析袋浸入水或緩沖液中,樣品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋內,而鹽和小分子物質不斷擴散透析到袋外,直到袋內外兩邊的濃度達到平衡為止。保留在透析袋內未透析出的樣品溶液稱為"保留液",袋(膜)外的溶液稱為"滲出液"或"透析液"。
透析的動力是擴散壓,擴散壓是由橫跨膜兩邊的濃度梯度形成的。透析的速度反比於膜的厚度,正比於欲透析的小分子溶質在膜內外兩邊的濃度梯度,還正比於膜的面積和溫度,通常是4℃透析,升高溫度可加快透析速度。
透析膜可用動物膜和玻璃紙等,但用的最多的還是用纖維素製成的透析膜,目前常用的是美國Union Carbide (聯合碳化物公司)和美國光譜醫學公司生產的各種尺寸的透析管,截留分子量MwCO(即留在透析袋內的生物大分子的最小分子量,縮寫為MwCO)通常為1萬左右。商品透析袋製成管狀,其扁平寬度為23 mm~50 mm不等。為防乾裂,出廠時都用10%的甘油處理過,並含有極微量的硫化物、重金屬和一些具有紫外吸收的雜質,它們對蛋白質和其它生物活物質有害,用前必須除去。可先用50%乙醇煮沸1小時,再依次用50%乙醇、0.01 mol/L碳酸氫鈉和0.001 mol/L EDTA溶液洗滌,最後用蒸餾水沖洗即可使用。實驗證明,50%乙醇處理對除去具有紫外吸收的雜質特別有效。使用後的透析袋洗凈後可存於4℃蒸餾水中,若長時間不用,可加少量NaN2,以防長菌。洗凈涼乾的透析袋彎折時易裂口,用時必須仔細檢查,不漏時方可重復使用。
新透析袋如不作如上地殊處理,則可用沸水煮五至十分鍾,再用蒸餾水洗凈,即可使用。使用時,一端用橡皮筋或線繩扎緊,也可以使用特製的透析袋夾夾緊,由另一端灌滿水,用手指稍加壓,檢查不漏,方可裝入待透析液,通常要留三分之一至一半的空間,以防透析過程中,透析的小分子量較大時,袋外的水和緩沖液過量進入袋內將袋漲破。含鹽量很高的蛋白質溶液透析過夜時,體積增加50%是正常的。為了加快透析速度,除多次更換透析液外,還可使用磁子攪拌。透析的容器要大一些,可以使用大燒杯、大量筒和塑料桶。小量體積溶液的透析,可在袋內放一截兩頭燒園的玻璃棒或兩端封口的玻璃管,以使透析袋沉入液面以下。
檢查透析效果的方法是:用1% BaCl2檢查(NH4)2SO4,用1% AgNO3 檢查NaCl、KCl等。
為了提高透析效率,還可以使用各種透析裝置。使用者也可以自行設計與製作各種簡易的透析裝置。美國生物醫學公司(Biomed Instruments Inc.)生產的各種型號的Zeineh 透析器,由於使用對流透析的原理,使透析速度和效率大大提高。

超濾
過濾即超濾,自20年代問世後,直至60年代以來發展迅速,很快由實驗室規模的分離手段發展成重要的工業單元操作技術。超濾現已成為一種重要的生化實驗技術,廣泛用於含有各種小分子溶質的各種生物大分子(如蛋白質、酶、核酸等)的濃縮、分離和純化。
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地制的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾根據所加的操作壓力和所用膜的平均孔徑的不同,可分為微孔過濾、超濾和反滲透三種。微孔過濾所用的操作壓通常小於4×104 Pa,膜的平均孔徑為500埃~14微米(1微米=104埃),用於分離較大的微粒、細菌和污染物等。超濾所用操作壓為4×104 Pa~7×105 Pa,膜的平均孔徑為10-100埃,用於分離大分子溶質。反滲透所用的操作壓比超濾更大,常達到35×105 Pa~140×105 Pa,膜的平均孔徑最小,一般為10埃以下,用於分離小分子溶質,如海水脫鹽,制高純水等。
超濾技術的優點是操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,尤其是超濾技術的實驗條件溫和,與蒸發、冰凍乾燥相比沒有相的變化,而且不引起溫度、pH的變化,因而可以防止生物大分子的變、失活和自溶。
在生物大分子的制備技術中,超濾主要用於生物大分子的脫鹽、脫水和濃縮等。
超濾法也有一定的局限,它不能直接得到乾粉制劑。對於蛋白質溶液,一般只能得到10~50%的濃度。
超濾技術的關鍵是膜。膜有各種不同的類型和規格,可根據工作的需要來選用。早期的膜是各向同的均勻膜,即現在常用的微孔薄膜,其孔徑通常是0.05mm 和0.025mm。近幾年來生產了一些各向異的不對稱超濾膜,其中一種各向異擴散膜是由一層非常薄的、具有一定孔徑的多孔"皮膚層"(厚約0.1mm ~1.0mm ),和一層相對厚得多的(約1mm )更易通滲的、作為支撐用的"海綿層"組成。皮膚層決定了膜的選擇,而海綿層增加了機械強度。由於皮膚層非常薄,因此高效、通透好、流量大,且不易被溶質阻塞而導致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纖維或硝酸纖維或此二者的混合物製成。近年來為適應制葯和食品工業上滅菌的需要,發展了非纖維型的各向異膜,例如聚碸膜、聚碸醯胺膜和聚丙烯腈膜等。這種膜在pH 1~14都是穩定的,且能在90℃下正常工作。超濾膜通常是比較穩定的,若使用恰當,能連續用1~2年。暫時不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2% 疊氮化鈉NaN3中保存。
超濾膜的基本能指標主要有:水通量(cm3/(cm2·h));截留率(以百分率%表示);化學物理穩定(包括機械強度)等。
超濾裝置一般由若干超濾組件構成。通常可分為板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式四種主要類型。由於超濾法處理的液體多數是含有水溶生物大分子、有機膠體、多糖及微生物等。這些物質極易粘附和沉積於膜表面上,造成嚴重的濃差極化和堵塞,這是超濾法最關鍵的問題,要克服濃差極化,通常可加大液體流量,加強湍流和加強攪拌。
國外生產超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。國內主要的研究機構和生產廠家是:中科院生態環境研究中心、杭州淡化和水處理開發中心、蘭州膜科學技術研究所、無錫化工研究所、上海醫葯工業研究所、天津膜分離工程研究所、北京化工廠、常熟膜分離實驗廠、無錫市超濾設備廠、無錫純水設備廠、天津超濾設備廠、湖北沙市水處理設備廠等。從膜的品種,以及從某些研究工作的深度方面看,我國與世畀先進國家的差距不很大,但在膜的質量能及商品化方面尚有較大差距。
在生物製品中應用超濾法有很高的經濟效益,例如供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的,該工藝流程硫酸銨耗量大,能源消耗多,操詐時間長,透析過程易產生污染。改用超濾工藝後,平均回收率可達97.18%;吸附損失為1.69%;透過損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量,每年可節省硫酸銨6.2噸,自來水16000噸。
超濾技術的應用有很好的前景,應引起足夠的重視。

㈢ 超濾與透析的區別

一、原理不同

超濾:超濾是血液通過機器泵或者血壓流經體外濾器,在人工腎小球跨膜壓的作用下,液體從壓力高的一側向壓力低的一側移動,通過對流的方式獲得超濾液。

透析:透析依靠半透膜進行彌散和滲透。半透膜兩側的溶質濃度差就是驅動溶質移動的原動力,溶質從濃度高的一側通過平衡膜向濃度低的一側(彌散作用),水分子移向滲透濃度高的一側(滲透作用)。

二、使用的膜不同

超濾:超濾膜的孔徑在0.05 um–1 nm之間,主要用於截留去除水中的懸浮物、膠體、微粒、細菌和病毒等大分子物質。

透析:透析所使用的半透膜厚度為10-20微米,膜上的孔徑平均為3納米,所以只允許分子量為1.5萬以下的小分子和部分中分子物質通過,而分子量大於3.5萬的大分子物質不能通過。

三、裝置不同

超濾:超濾裝置一般由若干超濾組件構成。

透析:透析所使用的裝置是血液透析器。


(3)超濾和對流擴展閱讀

超濾的操作影響因素:料液流速、操作壓力、溫度、運行周期、進料濃度、料液的與處理、膜的清洗。

操作溫度主要取決於所處理的物料的化學、物理性質。由於高溫可降低料液的黏度,增加傳質效率,提高透過通量,因此應在允許的最高溫度下進行操作。

超濾膜透過通量與操作壓力的關系取決於膜和凝膠層的性質。超濾過程為凝膠化模型,膜透過通量與壓力無關,這時的通量稱為臨界透過通量。

㈣ 血漿超濾

類似於血液透析。超濾是血液濾過的一種,通過半透膜濾過患者體內過專多的水分,與血液透析不屬同的是,超濾是將血漿中的水和小分子溶質在過濾器中通過半透膜過濾出來,它依賴對流的作用去除多餘的液體和溶質,通過溶劑的拖拽作用,溶解在液體中的溶質隨著體液一起清除。而血液透析技術依賴於擴散原理,溶質的去除取決於濃度梯度。

㈤ KT/V值是什麼

KT/V值是指KT是指在一定透析時間內透析器對尿素的清除量與體積的比值。

透析治療效率標准:(Kt/V)

Kt/V= -In(R-0.008*t+4-3.5*R)*UF/W

K—清除率 t—治療時間 V—尿素分布容積

R—透析前尿素氮/透析後尿素氮 UF—超濾率(Is)

W—干體重(Kg)

血液透析(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、超濾、吸附和對流原理進行物質交換,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。

(5)超濾和對流擴展閱讀

血液透析的原理:

1、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。。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。

2、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;②滲透壓梯度;③跨膜壓力;④超濾系數。

㈥ 什麼是鹽析、透析

鹽析法是在中葯水提液中,加入無機鹽至一定濃度,或達飽和狀態,可使某些內成分在水中溶解容度降低,從而與水溶性大的雜質分離。

你說醫學上的透析大概就是血液透析吧

血液透析的原理是什麼?
透析是指溶質從半透膜的一側透過膜至另一側的過程。

任何天然的(如腹膜)或人造的半透膜,只要該膜含有使一定大小的溶質通過的孔徑,那麼這些溶質就可以通過彌散和對流從膜的一側移動到膜的另一側。

人體內的「毒物」包括代謝產物、葯物、外源性毒物,只要其原子量或分子量大小適當,就能夠通過透析清除出體外。其基本原理是彌散和對流。

彌散就是半透膜兩側液體各自所含溶質濃度梯度及它所形成的不同滲透濃度,溶質從濃度高的一側通過半透膜向濃度低的一側移動。

對流也稱超濾,是指溶質和溶劑因透析膜兩側的靜水壓和滲透壓梯度不同而跨膜轉運的過程。

血液透析是利用半透膜的原理,將患者血液與透析液同時引進透析器,在透析膜兩側呈反方向流動,憑借半透膜兩側的溶度梯度、滲透梯度和水壓梯度,通過彌散、對流、吸附清除毒素;通過超濾和滲透清除體內多餘的水分;同時補充需要的物質,糾正電解質、酸鹼平衡紊亂。

㈦ 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)。

㈧ 血透中彌散、對流、超慮、吸附的概念

彌散:依靠濃度梯度差清除毒素;對流:毒素跟隨水排走;超濾:清除多餘的水分;吸附:利用樹脂或碳的吸附能力清除大分子毒素。

㈨ 超濾與濃縮的區別

超濾可以濃縮,濃縮不一定要用超濾撒。有的,濃水不就是濃縮液。

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