透析とは、選択透過膜を通して溶解した溶質を濃度勾配に逆らって拡散させ、平衡状態を達成するプロセスです。小さな溶質は膜を通過しますが、大きな溶質は膜の片側に捕捉されます。

膜の外側にある透析液バッファーを交換することで、小さな溶質を継続的に引き離し、捕捉された大きな分子を精製することができます。一般的に、透析は、バッファーを16日に数回交換し、撹拌プレート上で室温で一晩放置すると最も効果的です。透析の標準的なプロトコルは24～XNUMX時間です。透析速度には、拡散係数、pH、温度、時間、物質の濃度、サンプル量、透析液（バッファー）量、透析液交換回数、膜の表面積、膜厚、分子電荷、透析液の撹拌（スターラー）など、多くの要因が影響します。

透析液の量が多いほど、低分子の拡散の駆動力は大きくなります。一般的に、緩衝液とサンプル量の比率は100:1を推奨します。拡散速度が遅くなり、溶液が平衡に近づくタイミングで緩衝液を交換することで、駆動力と透析速度を維持できます。一般的に、12～24時間の間にXNUMX～XNUMX回の緩衝液交換を推奨します。具体的な交換間隔は以下の通りです。

• 最初のバッファー交換: 2～3時間後
• 4回目のバッファー交換: 5～XNUMX時間後
• 最後のバッファ交換: 一晩出発する前。

透析速度を最大化するには、MWCOを可能な限り高く選択する必要があります。ただし、サンプル回収率を高めるには、保持する必要がある高分子の分子量の約半分のMWCOを選択できます。分子の分離が必要なアプリケーションでは、膜透析を効果的に行うには、両種の分子量の差が少なくとも5倍である必要があります。そうでない場合は、クロマトグラフィーやTFFろ過などの他の分離技術が必要になる場合があります。

各タイプの膜は、様々な分子に対して異なる親和性を示します。球状タンパク質の場合、相対的な結合親和性はCE < RC < PVDFです。

標準RC膜（Spectra/Por^® 1-7) および Biotech RC は柔軟な再生セルロースポリマーで作られており、透析チューブ用クロージャーのいずれかを使用して密封できます。Biotech CE および PVDF はより硬いポリマーで作られているため、より優しいユニバーサルクロージャーが必要です。これらはすべての透析チューブに適合するため、ご不明な場合はユニバーサルクロージャーをご使用ください。標準クロージャーは、標準 RC チューブにのみ使用してください。 

透析チューブの平面幅より4～10mm長いシール幅のクロージャーの使用をお勧めします。最小サイズのユニバーサルクロージャーのシール幅は50mmです。これにより、当社のバイオテックグレードチューブのあらゆる平面幅をシールできます。 

ドライパックの透析膜の保存期間は5年です。ウェットパック（0.05%アジ化ナトリウム溶液）の透析膜の保存期間は3年です。照射処理済みの透析膜の保存期間は1.5年です。 

湿潤した膜が乾燥すると、孔径が悪化し、膜が脆くなって漏れが生じる可能性が高くなります。その膜は廃棄してください。 

メンブレンが凍結すると、氷結晶がメンブレンを破裂させ、液漏れを引き起こす可能性があります。メンブレンの使用は推奨されませんが、保存液が完全に溶けるまで徐々に温度を上げることは可能です。メンブレンがもはや一体化していない可能性は残ります。 

いいえ。Repligen は研究室での使用を目的とした透析膜を製造しています。 

膜が一体化している限り、膜に沿ったローラー跡や折り目は拡散特性に影響を与えません。 

セルロースエステル（CE）膜のポリマーは架橋してより強固な分子格子を形成するのに対し、再生セルロース（RC）ポリマーはより柔軟な格子構造を形成します。膜の不透明性は、より強固な骨格内の細孔に起因します。細孔径が大きいほど、膜の不透明性は高くなります。 

CE透析膜とRC透析膜は機械的シールのみ可能です。一方、PVDF透析膜は機械的シールまたは熱シールが可能であり、サンプルの「カプセル化」の目的でこの方法で使用されることがよくあります。 

透析膜は、取り扱いによって汚染される可能性があり、透析条件（pH、温度、化学物質への曝露など）によって膜の完全性が変化したり、特にクロージャーの取り外しと再装着時に漏れが生じたりする可能性があるため、再利用は推奨しません。透析膜は単回使用用に設計されています。 

透析膜はスポンジ状のマトリックスで構成されているため、分子量カットオフ（MWCO）で特徴付けられる保持性能を評価することで「細孔径」を間接的に測定する方が適切かつ実用的です。MWCOは、90時間で膜に17%保持される溶質の分子量によって定義されます。そのため、保持したい溶質のサイズよりもわずかに小さいMWCOを選択する必要があります。 

スペクトラ/ポル^® 2と4のMWCOは12～14kDである。Spectra/Por^® 4は一般的な透析に適しています。Spectra/Por^® 2は、より高いFWとより低いFW、および/またはより高い透過性を提供します。つまり、Spectra / Porの透水性です。^® 2はSpectra/Porよりも優れています^® 4. 

表面積と体積の比率は、チューブの平面幅に依存します。長さが等しく、平面幅が異なる2本のチューブがある場合、幅の狭い方のチューブは表面積と体積の比率が高く、透析速度が速くなります。一方、幅の広い方のチューブは表面積と体積の比率が低く、透析速度が遅くなります。幅の狭いチューブは拡散距離が短く、膜の細孔を通過する溶質の競合が少なくなります。幅の広いチューブは膜までの距離が長く、細孔を通過する溶質の競合が多くなります。一般的に、表面積と体積の比率が高いほど、透析速度は速くなります。 

ほとんどの透析は、膜を介した浸透圧がない状態で行われます。透析プロセスは、透析チューブの内側と外側の濃度勾配によって駆動されます。浸透圧の差が大きい場合、水は膜を通過します。膜を通過する水が多すぎると、水の移動方向によっては透析チューブが破裂したり、破損したりする可能性があります。 

透析膜は加圧濾過用に設計されていません。MWCOに影響を与えない推奨最大圧力は1.5psiです。 

生体分子は、その分子特性を安定化させるために、厳密なpH管理下で維持する必要があります。透析緩衝液の典型的なpH範囲は6～8です。以下は、生化学溶液によく見られる溶液／緩衝液の一部です。 

• 水
• PBS: リン酸緩衝生理食塩水
• TBS: トリス緩衝生理食塩水
• ヘプス
• アミノ酸バッファー

溶解分子のサイズは分子量（MW）単位（ダルトン）で定義されますが、粒子と細胞のサイズはメートル法の直径で定義されます。これは、MW単位は実用的ではなく、微視的領域の形状を考慮できないためです。ミクロンは2次元の距離の尺度であり、ダルトンは原子量の単位に基づく3次元のサイズの尺度であるため、これらを直接変換することはできません。このため、多くの一般的な生物学的材料は、透析、限外濾過、精密濾過の目的で特性評価され、変換を推定するための参考として、おおよそのスケールを相関させる変換表にプロットされています。ダルトンとメートル法の単位の変換については、当社ウェブサイトのRepligensの細孔サイズ表をご覧ください。 

可能であれば、低塩濃度の緩衝液で透析を行うことをお勧めします。また、純粋な脱イオン水で透析を行うことは推奨されません。浸透圧によってチューブ内に水が引き込まれ、「バルーン」現象が発生し、膜が破裂する可能性があります。溶質（塩）濃度を徐々に下げていく緩衝液を用いて連続透析を行うことで、浸透圧による膜の膨張を防ぐことができます。緩衝液交換のたびに、溶質濃度を10分の1から5分の500に減らすようにしてください。例えば、XNUMX M NaClを含むサンプルをXNUMX mM NaClを含む緩衝液で透析するなどです。 

チューブに結び目を作ることは強くお勧めしません。結び目を作っても漏れを効果的に防ぐことはできません。サンプルの安全な透析に必要な適切な密閉性は、透析用クロージャーによってのみ確保できます。 

Repligenでは、各チューブの平面幅とともに、サンプル容量を収容するために必要な長さを計算するために使用できる相関的な容量/長さの比率を記載しています。たとえば、FWが16mmの場合、容量/長さの比率は0.79ml/cmです。5mlのサンプルを収容するには、約6.5cmの長さが必要です。ただし、サンプルを浮力状態に保つためのヘッドスペース（空気）を考慮して、約10～20%（ただし少なくとも1cm）の長さを追加する必要があります。最後に、2つのクロージャーを適用できるように、両端に約11.5cmずつ十分な長さを追加する必要があります。チューブの合計長さは少なくともXNUMXcmになります。必要なチューブの合計長さを計算する簡単な式は次のとおりです。 

全長 = (サンプル量) / (量/長さ) + (追加の10～20%) + 4 cm