دانلود کامل پایان نامه رشته پزشکی درباره تصفیه دیافیلتریشن

دانلود کامل پایان نامه رشته پزشکی درباره تصفیه دیافیلتریشن

مقدمه :‌

دیافیلتریشن روشی است که غشاهای فراپلایش (پالایش از لا به لای صافی ای که قادر به گذراندن ذرات بسیار و ریز میکروسکوپی باشد) را برای تغییر، جابجایی یا کم کردن غلظت نمک یا مواد حل شده در محلول که شامل پروتئین ها، پپتیدها، نوکلئیک اسید و مولکولهای دیگر می باشد، مورد اشتباه قرار می دهد. که در این حال با انتخاب صافی‌های غشاء نفوذپذیر (تراوا) را برای جداسازی اجزا محلول بسته به اندازه مولکول به کار می برد. یک غشا فراپالایش مولکول هایی را که بزرگتر از منافذ غشا هستند را در خود نگه می دارد. در حالی که مولکولهای کوچکتر مثل نمک و مواد محلول در آب که قابلیت نفوذپذیری %100 دارند، به راحتی از غشا عبور می دهد. در اینجا ما مفاهیم مربوط به غلظت پروتئینی و دیافیلتریشن را شرح داده و روش های مختلف اجرای دیافیلتریشن و تاثیر آنها روی مراحل زمان، حجم، ثبات و بازیافت را مقایسه می کنیم.ب

غلظت:

مواد محلول از طریق غشایی که به عنوان تغلیظ یا ابقا (حفظ کردن) شناخته شده در محلول حفظ می شود. مواد محلول از درون غشایی می گذرند که صافی یا تراوش نامیده می شود. یک غشاء، براساس خصوصیت دفعش برای نمونه ای که غلیظ می شود، انتخاب می شود. طبق یک قاعده کلی، وزن مولکول برای غشاء (MWCO) باید rd3/1 تا th6/1 وزن طبق، مولکولی باشد که از غشا عبور نمی کند. این یک ابقا کامل است. هر چند MWCO به آن نمونه (محلول) نزدیک تر باشد، تشکیل ضایعات کوچک هم در طول مراحل غلظت بیشتر می شود. میزان جریان غشا (میزان جریان صافی در هر واحد غشا) به اندازه منفذ ارتباط دارد. هر چه اندازه منفذ ها کوچکتر باشد، میزان سرعت جریان غشاء برای همان فشار به کار رفته، کمتر می شود. بنابراین وقتی غشایی برای غلظت/ تصفیه انتخاب می شود باید به عامل زمان در مقابل بازیافت توجه داشت. در بسیاری از کاربردهای بیولوژیکی، عامل بازیابی مهمتر از عامل زمان است. مرحله زمان همیشه می تواند با افزیاش میزان سطح غشا به کار برده، کاهش یابد. شکل 1 نمونه یک محلول غلیظ را نشان می دهد.

در این نمونه غشا تصفیه‌ای مناسبی قرار داده شده که مولکول های بزرگ را در خودنگه می دارد. فشار تا زمانی وارد می شود که نصف حجم محلول از غشا عبور کند. مولکولهای بزرگ در نصف حجم اصلی (محلول غلیظ) باقی می مانند که در این بخش نصف مولکول های نمک هم قرار دارند. تصفیه، نصف دیگر مولکول های نمک را در بر می گیرد و شامل هیچکدام از مولکولهای بزرگ نمی شود. بنابراین، مولکول های بزرگ به عنوان مایع غلیظ می شوند و نمک خارج می شود. مولکول های نمک به تناسب حجم در غلظت، ثابت می ماند پس قدرت یونی محلول غلیظ شده نسبتاً ثابت باقی می ماند. قدرت یونی محلول غلیظ می تواند با «شستن» نمک باقیمانده کاهش یابد. این مرحله تصفیه نامیده می شود. مرحله رقیق سازی هم بسیار مهم است که بعد از مرحله غلظت، انجام می شود. در حالی که صافی خارج می شود، آب هم اضافه می شود اگر محلول شستشو، به جای آب، بافر دیگری باشد، نمک بافر جدید در نمک اولیه موجود در نمونه، جابجا خواهد شد.

تصفیه ناپیوسته- رقیق سازی مداوم (پی در پی):

در این روش ابتدا نمونه را با آب بافر دیگر، به حجم از پیش تعیین شده، رقیق می کنند. سپس نمونه رقیق شده با فراپالایش، غلیظ شده و به حجم اصلی اش بر می گردد. این مرحله آن قدر تکرار می شود تا زمانی که نمک، مواد حلال در محلول یا مولکول های کوچکتر خارج شوند. با هر مرحله رقیق سازی مداوم، مولکول های کوچک بیشتری خارج می شوند. همان طور که در شکل 2 نشان داده شده این نمونه معمولا با یک حجم مشخصی از بافر رقیق می شود (1DV). در صورتی که مخزن به اندازه کل حجم جا داشته باشد متناوباً چندین عامل ممکن است میزان جریان صافی را افزایش دهد.

تصفیه ناپیوسته- کاهش حجم:

در این روش ابتدا نمونه با یک حجم از پیسش تعیین شده غلیظ می شود و سپس محلول رقیق شده با آب یا بافر دیگری به حجم اصلی اش بر می گردد. این عمل آنقدر تکرار می شود تا نمک، مواد حلال در محلول و مولکول های ریز خارج شوند. با هر مرحله غلیظ سازی و رقیق سازی مولکول های ریز بیشتری خارج می شوند. (شکل 3)

بعد از اینکه آخرین محلول بافر برای تکمیل مرحله رقیق سازی اضافه شد، نمونه ممکن است قبل از تجزیه یا مرحله بعدی تصفیه غلیظ شود. آخرین محلول به دست آمده بعد از تصفیه با هر روشی (کاهش حجم ناپیوسته x2 یا رقیق سازی مداوم) به اندازه همان حجم و غلظت شروع رقیق سازی است. غلظت نمک به طور مساوی در هر دو نمونه کاهش می یابد. هرچند حجم تصفیه بافر که با روش کاهش حجم به کار می رود نصف آن حجمی است که در رقیق سازی مداوم به کار می رود. این به خاطر، غلظت اولیه‌ای است که حجم را تا نصف کاهش می دهد. حجم تصفیه برابر با حجمی است که رقیق سازی انجام می گیرد بنابراین، نصف حجم نیاز می باشد. با این مورد به نظر می رسد که غلیظ سازی قبل از رقیق سازی با هر دو روش (تصفیه ناپیوسته یا تصفیه با حجم ثابت) باید حجم تصفیه بافر مورد نیاز را کاهش داده و زمان را هم حفظ کند. (هدر ندهد در بیشتر موارد این حالت اتفاق می افتد. عاملی که ما آن را محاسبه نکردیم، سرعت جریان صافی است، که برابر با مرحله زمان است. همان طور که محلول تولید شده غلیظ میشود چسبندگی افزایش یافته و سرعت جریان صافی هم کاهش می یابد. سرعت جریان صافی عکس سرعت غلظت است.