Диализ

Это первый изученный и промышленно развитый мембранный процесс, поскольку для его осу­ществления не нужна сложная аппаратура и специальные мембраны. Сущность диализа в том, что если два раствора с различной концентрацией какого-либо компонента разделить мембраной, то начнется естественный процесс диффузии, достигающий равновесия при выравнивании концен­траций этого компонента с обеих сторон мембраны.

Соответственно, чем больше различие в величинах коэффициентов диффузии двух компонен­тов, находящихся в растворе, тем лучше они разделяются мембраной. Понятно, что высокомоле­кулярные вещества и органические и неорганические низкомолекулярные молекулы и ионы со­путствующих компонентов (сахара, аминокислоты, минеральные соли и т. п.) в силу огромных различий в коэффициентах диффузии практически полностью разделяются мембраной.

В качестве диализных мембран используют обычно пленки из целлюлозы — целлофан, купро- фан, а также из других синтетических полимеров. Процесс проводят либо по проточной схеме (рис. 26), когда исходный раствор постоянно прокачивают с одной стороны мембраны, а диализи­рующую жидкость (обычно воду) — с другой ее стороны, либо по полупроточной схеме, когда рас­твор помещают на определенное время в мешочки из диализной мембраны, которые постоянно омываются водой. Таким образом можно удалить основную массу сопутствующих низкомолеку­лярных примесей и повысить содержание БАВ.

Вода

Вода

Исходный раствор. о., о о ■ о

—:6 « ** * Х» *1 О«°.* О

* О У © V. О • О О (

Полупроницаемая мембрана

Диализованный раствор

Зона увеличения объема диализуемого раствора

Рис, 26.

а л Получение целевых препаратов БАВ

Тццльсевл п ■ __ -___________ ——----------------------

Преимуществами процесса диализа являются:

. работа в мягких условиях температуры и pH;

• отсутствие органических растворителей;

. возможность высокой степени очистки высокомолекулярных веществ от примесей низко­

молекулярных соединений, солей и металлов.

Недостатки:

. низкая скорость диализа, определяемая молекулярной диффузией, поскольку движущая сила в этих случаях — разность концентраций веществ, ее нечем повысить;

• возможность обрастания диализных мембран и забивания их пор;

• при диализе возможно вымывание ионов металлов, входящих в состав молекулы БАВ, или стабилизирующих соединений, или фрагментов самого БАВ;

• при диализе против обычной водопроводной воды может происходить потеря активности вещества (например, в результате попадания из воды в раствор фермента ионов метал­лов — ингибиторов фермента);

• в процессе диализа одновременно с очисткой происходит сильное разбавление раствора из-за проникновения воды под действием сил прямого осмоса в диализуемый раствор (см. рис. 27). Объем продиализованного раствора увеличивается примерно на 20-25 % , а если учесть, что происходит активное удаление балластных веществ, то в результате диализа получают очень разбавленные растворы.

Этот метод иногда применяют в лабораторных исследованиях и при получении высокоочи- щенных ферментных препаратов.