Semipermeabilní membrána - Semipermeable membrane

Schéma semipermeabilní membrány během hemodialýza, kde je krev červená, dialyzační tekutina je modrá a membrána je žlutá.

Semipermeabilní membrána je typ biologický nebo syntetický, polymerní membrána, která umožní určité molekuly nebo ionty projít skrz osmóza —Nebo příležitostně specializovanějšími procesy usnadněná difúze, pasivní doprava nebo aktivní transport.[pochybný – diskutovat] Rychlost průchodu závisí na tlak, koncentrace, a teplota molekul nebo rozpuštěné látky na obou stranách, stejně jako propustnost membrány pro každou rozpuštěnou látku. V závislosti na membráně a rozpuštěné látce může propustnost záviset na velikosti rozpuštěné látky, rozpustnost, vlastnosti nebo chemie. Jak membrána je konstruován tak, aby byl selektivní svou propustností, určí rychlost a propustnost. Mnoho přírodních a syntetických materiálů silnějších než membrána je také semipermeabilní. Jedním z příkladů je tenký film na vnitřní straně vajíčka. Všimněte si, že semipermeabilní membrána není stejná jako selektivně propustná membrána. Semipermeabilní membrána popisuje membránu, která umožňuje průchod některých částic (podle velikosti), zatímco selektivně propustná membrána „vybírá“ to, co prochází (velikost není faktorem).

Biologické membrány

Příkladem biologické semipermeabilní membrány je lipidová dvojvrstva, na kterém je založen na plazmatická membrána který obklopuje všechny biologické buňky. Skupina fosfolipidy (skládající se z fosfátové hlavy a dvou mastné kyseliny ocasy) uspořádané do dvojité vrstvy, fosfolipidová dvojvrstva je semipermeabilní membrána, která je velmi specifická svou propustností. The hydrofilní fosfátové hlavy jsou ve vnější vrstvě a vystaveny obsahu vody vně a uvnitř buňky. The hydrofobní ocasy jsou vrstva ukrytá uvnitř membrány. Fosfolipidová dvojvrstva je nejvíce propustná pro malé nenabité rozpuštěné látky. Proteinové kanály se vznášejí přes fosfolipidy a tento model je souhrnně označován jako model tekuté mozaiky. Aquaporiny jsou póry proteinového kanálu propustné pro H2Ó vodě.

Reverzní osmóza

Difúze vody selektivně propustnou membránou se nazývá osmóza. To umožňuje průchod pouze určitých částic včetně vody a zanechání rozpuštěných látek včetně soli a jiných kontaminantů. V procesu reverzní osmóza, tenkovrstvé kompozitní membrány (TFC nebo TFM). Jedná se o polopropustné membrány vyráběné hlavně pro použití v čištění vody nebo odsolování systémy. Mají také použití v chemických aplikacích, jako jsou baterie a palivové články. Materiál TFC je v podstatě molekulární síto konstruované ve formě filmu ze dvou nebo více vrstvených materiálů. Prof. Sidney Loeb a Srinivasa Sourirajan vynalezli první praktickou syntetickou polopropustnou membránu.[1] Membrány používané při reverzní osmóze jsou obecně vyrobeny z polyamid, zvolený primárně pro svou propustnost pro vodu a relativní nepropustnost pro různé rozpuštěné nečistoty včetně iontů solí a dalších malých molekul, které nelze filtrovat. Dalším příkladem semipermeabilní membrány je dialyzační hadičky.

Role v buněčné komunikaci

Semipermeabilní membrána je relevantní pro buněčnou komunikaci. Buněčná membrána se skládá z proteinů a fosfolipidů.[2] Signální molekuly odesílají chemické zprávy proteinům v buněčné membráně. Signální molekuly se vážou na proteiny, což mění proteinovou strukturu.[3] Změna struktury proteinu iniciuje signalizační kaskádu.[3] Příkladem techniky využívající membránové technologie jsou technologie zachování tkáně a buněk, které ukazují, že adherentní buňky, jako jsou kmenové buňky[4] a myoblasty[5] mají lepší výsledky než neadherentní buňky díky trvalé signalizaci před a po konzervaci.[6]

Jiné typy

Jiné typy polopropustných membrán jsou kationtoměničová membrána (CEM), nábojová mozaiková membrána (CMM), bipolární membrána (BPM), anexová membrána (AEM) alkalická anexová membrána (AAEM) a protonová membrána (PEM).[Citace je zapotřebí ]

Reference

  1. ^ [1] „Sidney, Loeb & Sourirajan Srinivasa,„ Porézní membrány s vysokým průtokem pro oddělování vody od solných roztoků “ 
  2. ^ Friedl, Sarah. „Role polopropustných membrán v buněčné komunikaci - přepis videa a lekce“. Study.com. Citováno 6. dubna 2017.
  3. ^ A b Wood, Davide. „Semipermeabilní membrána: Definice a přehled - přepis videa a lekce“. Study.com. Citováno 6. dubna 2017.
  4. ^ Sambu, S .; Xu, X .; Schiffter, H. A .; Cui, Z. F .; Ye, H. (2011). „RGDS-fukcionalizované algináty zlepšují míru přežití zapouzdřených embryonálních kmenových buněk během kryokonzervace“. Kryoletry.
  5. ^ Ahmad, Hajira F .; Sambanis, Athanassios (2013). „Účinky kryokonzervace na rekombinantní myoblasty zapouzdřené v adhezivních alginátových hydrogelech“. Acta Biomaterialia. 9 (6): 6814–6822. doi:10.1016 / j.actbio.2013.03.002. PMC  3664510. PMID  23499987.
  6. ^ Hashemi, Maryam; Kalalinia, Fatemeh (15. prosince 2015). "Aplikace enkapsulační technologie v terapii kmenovými buňkami". Humanitní vědy. 143: 139–146. doi:10.1016 / j.lfs.2015.11.007. PMID  26556151.

Další čtení

externí odkazy