El tubo de diálisis , también conocido como tubo de Visking , es un tubo de membrana artificial semipermeable [1] utilizado en técnicas de separación, que facilita el flujo de pequeñas moléculas en solución basada en la difusión diferencial. En el contexto de la investigación en ciencias de la vida, los tubos de diálisis se utilizan normalmente en la limpieza de muestras y el procesamiento de proteínas y muestras de ADN o muestras biológicas complejas como sangre o sueros. Los tubos de diálisis también se utilizan con frecuencia como ayuda didáctica para demostrar los principios de difusión , ósmosis y movimiento browniano.y el movimiento de moléculas a través de una membrana restrictiva. Para conocer los principios y el uso de la diálisis en un entorno de investigación, consulte Diálisis (bioquímica) .
Historia, propiedades y composición
![Small-molecule dialysis using dialysis tubing](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/2/2c/Dialysis_Figure.png)
La diálisis se produce en toda la naturaleza y los seres humanos han explotado los principios de la diálisis durante miles de años utilizando membranas naturales de origen animal o vegetal. [2] [3] [4] El término diálisis se utilizó por primera vez de forma rutinaria con fines científicos o médicos a finales del siglo XIX y principios del siglo XX, iniciado por el trabajo de Thomas Graham . Las primeras membranas artificiales producidas en masa adecuadas para diálisis no estuvieron disponibles hasta la década de 1930, basadas en materiales utilizados en la industria del envasado de alimentos como el celofán . En la década de 1940, Willem Kolff construyó el primer dializador (riñón artificial) y trató con éxito a pacientes con insuficiencia renal mediante diálisis a través de membranas semipermeables. Hoy en día, los tubos de diálisis para aplicaciones de laboratorio vienen en una variedad de dimensiones y límites de peso molecular (MWCO) . Además de los tubos, las membranas de diálisis también se encuentran en una amplia gama de diferentes dispositivos preformateados, lo que mejora significativamente el rendimiento y la facilidad de uso de la diálisis.
Se producen diferentes tubos de diálisis o membranas planas y se caracterizan por diferentes puntos de corte de peso molecular (MWCO) que varían de 1 a 1 000 000 kDa. La determinación de MWCO es el resultado del número y tamaño medio de los poros creados durante la producción de la membrana de diálisis. El MWCO se refiere típicamente a la masa molecular promedio más pequeña de una molécula estándar que no se difundirá eficazmente a través de la membrana tras una diálisis prolongada. Por tanto, una membrana de diálisis con un MWCO de 10K generalmente retendrá> 90% de una proteína que tiene una masa molecular de al menos 10 kDa. Los tamaños de los poros suelen oscilar entre ~ 10 y 100 Angstroms para membranas MWCO de 1K a 50K.
Es importante señalar que el MWCO de una membrana no es un valor claramente definido. Las moléculas con masa cerca del MWCO de la membrana se difundirán a través de la membrana más lentamente que las moléculas significativamente más pequeñas que el MWCO. Para que una molécula se difunda rápidamente a través de una membrana, normalmente debe ser al menos 20 a 50 veces más pequeña que la clasificación MWCO de las membranas. Por lo tanto, no es práctico intentar separar una proteína de 30 kDa de una proteína de 10 kDa usando diálisis a través de una membrana de diálisis con clasificación de 20K. Los tubos de diálisis para uso en laboratorio están hechos típicamente de una película de celulosa regenerada o éster de celulosa. Sin emabargo; Las membranas de diálisis hechas de polisulfona , polietersulfona (PES), policarbonato grabado o colágeno también se utilizan ampliamente para aplicaciones médicas, de tratamiento de alimentos o de agua específicas.
Fabricación
Las membranas, compuestas de celulosa regenerada o ésteres de celulosa, se fabrican mediante distintos procesos de modificación y reticulación de fibras de celulosa (derivadas de la pulpa de madera o fibras de algodón) para formar películas con diferentes propiedades y tamaños de poros. Las variaciones en el proceso de fabricación cambian significativamente las propiedades y el tamaño de los poros de las películas; dependiendo de las reticulaciones introducidas en la celulosa, se puede modular el tamaño de los poros. Aunque son similares en composición, la mayoría de las membranas a base de celulosa fabricadas actualmente no son necesariamente útiles para la diálisis. Las membranas a base de celulosa también se utilizan ampliamente para aplicaciones que van desde envolver alimentos, películas o envoltorios de “plástico”. [5]
Para aplicaciones de diálisis, las membranas a base de celulosa regenerada se extruyen como tubos o láminas y luego se secan. El glicerol se agrega con frecuencia como humectante para evitar el agrietamiento durante el secado y para ayudar a mantener la estructura de poros deseada. Las membranas de celulosa regenerada son muy hidrófilas y se hidratan rápidamente cuando se introducen en agua. Debido a su reticulación adicional, las membranas de celulosa regenerada tienen mejor compatibilidad química y estabilidad térmica que las membranas hechas de ésteres de celulosa. Las membranas de celulosa regenerada son más resistentes a los disolventes orgánicos y a los ácidos y bases débiles o diluidos que se utilizan comúnmente en aplicaciones de proteínas y biología molecular. Las membranas basadas en ésteres de celulosa generalmente se suministran húmedas y vienen en una mayor variedad de MWCO. Los tamaños de los poros suelen ser más consistentes en las membranas de acetato de celulosa.
Referencias
- ^ Tubo de diálisis , York High School
- ^ "Características de separación de las membranas de diálisis" .
- ^ "Fundamentos de la Diálisis de Membranas" .
- ^ Ing, Todd S. (2012). Diálisis: historia, desarrollo y promesa . World Scientific Publishing Co Pte Ltd. ISBN 978-9814289757.
- ^ Klemm, Dieter; Brigitte Heublein; Hans-Peter Fink; Andreas Bohn (2005). "Celulosa: fascinante biopolímero y materia prima sostenible". Angewandte Chemie International Edition . 44 (22): 3358–3393. doi : 10.1002 / anie.200460587 . PMID 15861454 .