【摘要】 本文详细介绍了透析袋使用的完整流程,包括至关重要的前处理(煮沸清洗)、装样密封技巧、透析环境设置(搅拌、低温、换液)以及样品回收。同时提供了截留分子量选择、透析夹尺寸对照表及防泄漏注意事项等关键技巧,是实验室蛋白质、核酸等生物大分子分离纯化的实用操作手册。

透析的核心原理是利用半透膜的选择透过性,让小分子物质(如盐离子、小分子代谢物、去垢剂等)扩散到膜外,而大分子物质(如蛋白质、酶、核酸、病毒等)被保留在袋内,从而达到分离纯化的目的。

整个流程可以概括为:前处理 → 装样与密封 → 透析 → 回收样品。

第一步:前处理(至关重要!)

新购买的透析袋通常经过特殊处理(如用甘油保存防止干燥开裂),并可能含有重金属离子、硫化物等杂质。因此,除非厂家特别说明已预处理并可直接使用(如RTU型),否则必须进行前处理

裁剪:戴上手套操作,避免污染。用剪刀将透析袋剪成合适长度的段段(10-20cm较方便)。注意:透析袋非常脆,干燥时易折断,操作要轻柔

清洗与煮沸:

将剪好的透析袋置于大量(10-20倍体积)的去离子水中,浸泡并冲洗内外表面。

将透析袋放入大量(10-20倍体积)的 1% (w/v) 碳酸氢钠 和 1 mM EDTA (pH=8.0) 的溶液中。

煮沸10-15分钟。

清洗与再次煮沸:

倒掉碱液,用大量去离子水彻底冲洗透析袋内外。

将透析袋转入大量(10-20倍体积)的 1 mM EDTA (pH=8.0) 溶液中。

再次煮沸10-15分钟。

(可选)如果要求极高,可重复步骤2和3一次。

储存:

处理好的透析袋应浸泡在去离子水或1 mM EDTA溶液中,并于4°C冰箱保存。务必确保透析袋始终处于湿润状态,一旦干燥就会失效

处理后的透析袋最好在几天内使用。

目的:

去除生产过程中的污染物。

使膜的微孔结构充分hydrated和舒展,达到标称的截留分子量(MWCO)性能。

EDTA可以螯合重金属离子,防止其对蛋白质的破坏。

 

第二步:装样与密封

准备:从储存液中取出透析袋,用去离子水冲洗内外。在一端用透析夹(最常用、最安全)或扎线(如钓鱼线)牢牢打结。打结前,挤压结扎处附近,排空空气,确保结是“液密”的。可以先用清水测试一下是否漏液。

装样:用移液器或漏斗将样品溶液加入透析袋中。切记:不要装得太满! 要预留至少 30%-50% 的体积空间。因为透析过程中,水分子会因渗透压进入袋内,导致袋内体积膨胀。如果装得太满,透析袋会胀破或因压力过大而泄漏。

密封另一端:同样,在排除顶端空气后,用另一个透析夹或扎线将另一端牢牢密封。确保密封牢固,无泄漏。

 

第三步:透析

选择透析液(外液):根据实验目的选择。

除盐/脱盐:最常用的是 缓冲液(如PBS, Tris-HCl)或 超纯水。使用缓冲液可以维持样品的pH稳定性,对蛋白质更友好。

更换缓冲体系:使用目标缓冲液进行透析。

设置透析环境:将密封好的透析袋完全浸没在大量(至少是样品体积的200-500倍)的透析液中。

使用磁力搅拌器,低速持续搅拌透析液。这至关重要! 搅拌可以确保膜外的溶液浓度始终处于最低状态,形成最大的浓度差,从而加快透析效率。

(网络例图,仅供参考)

 

将整个装置置于 4°C冰箱 中进行,以防止样品(尤其是蛋白质)降解。

更换透析液:

透析过程需要时间。通常需要 更换透析液2-4次,每次间隔数小时或过夜。

经验法则:在第一次更换透析液时(例如,透析2-4小时后),可以认为已经去除了超过90%的小分子。后续更换是为了达到更高的纯度(如99.9%)。

总透析时间通常从数小时到24-48小时不等,取决于样品体积、透析袋表面积、目标分子大小差和换液频率。

 

第四步:回收样品

透析结束后,从透析液中取出透析袋,用去离子水冲洗外壁。

用干净的剪刀剪开一端,或者打开透析夹。

用移液器将袋内已经换液或除盐完成的样品小心吸取到新的离心管中。

妥善保存样品,并进行后续分析或实验。

 

重要注意事项与技巧

截留分子量(MWCO)的选择:这是最重要的参数。应选择远小于您需要保留的目标分子分子量的MWCO。例如,如果要保留一个50 kDa的蛋白质,通常选择MWCO为8-14 kDa的透析袋。规则是:MWCO < 1/3 - 1/2 目标分子大小。

始终佩戴手套:手上的油脂和蛋白质会污染膜并堵塞微孔。

避免污染:确保所有器具(烧杯、搅拌子等)洁净。

检查泄漏:对于珍贵样品,可以在正式实验前用含有有色染料(如蓝色葡聚糖)的溶液进行泄漏测试。

效率问题:透析是一个缓慢的扩散过程。如果想快速处理小体积样品,可以考虑使用脱盐柱或超滤离心管。

步骤

关键操作

目的与要点

1. 前处理

碱液 + EDTA 煮沸,然后酸液/EDTA煮沸

活化膜,去除杂质,确保性能和防止降解

2. 装样密封

排空气,两端用透析夹扎紧,留足膨胀空间

防止泄漏和透析袋破裂

3. 透析

大体积透析液,磁力搅拌,低温,多次换液

建立并维持高浓度梯度,提高效率,保护样品

4. 回收

冲洗外壁,小心吸取

获得纯净的目标样品

 

透析夹的尺寸是根据它能有效夹紧的透析袋的平铺宽度来定义的。

平铺宽度: 指的是将圆柱形的透析袋剪开、铺平后,其宽度的毫米(mm)数。这是描述透析袋尺寸的标准方式。

常见透析袋平铺宽度: 例如 10mm, 16mm, 18mm, 24mm, 32mm, 45mm, 55mm, 70mm, 100mm 等。

第一步:确定您使用的透析袋的“平铺宽度”

这是最根本的一步。请查看您购买透析袋时的产品包装或说明书,上面一定会标明这个参数。

第二步:根据透析袋的平铺宽度,选择对应尺寸的透析夹

参考下面的对照表。请注意:不同品牌的夹子可能会有细微差别,但以下是一个通用标准。

透析袋平铺宽度

推荐的透析夹尺寸

适用场景举例

10 mm

10 mm 夹子

微量样品(< 1 mL)

16 - 18 mm

16 mm 或 18 mm 夹子

小体积样品(1 - 10 mL)

24 - 28 mm

25 mm 夹子

标准实验室用量(10 - 50 mL)

32 - 36 mm

34 mm 夹子

中等至大体积样品(50 - 200 mL)

45 - 50 mm

45 mm 或 50 mm 夹子

大体积样品(200 mL 以上)

55 mm+

55 mm, 70 mm 等大尺寸夹子

工业或特殊大规模应用

第三步:实际操作确认

在投入珍贵样品前,务必进行漏水测试:

用选好的夹子夹住装有清水的透析袋。

用手挤压透析袋,观察夹子连接处是否有水渗出。

如果夹子过小,会无法完全闭合,导致泄漏;如果夹子过大,则会夹不紧,边缘会翘起,同样导致泄漏。一个合适的夹子应该能紧密、平整地贴合在透析袋上。