Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Схема полупроницаемой мембраны во время гемодиализа , где кровь красного цвета, диализирующая жидкость синего цвета, а мембрана желтого цвета.

Полупроницаемая мембрана представляет собой тип биологической или синтетической , полимерной мембраны , которая позволит определенным молекулам или ионы , чтобы пройти через него осмос -ил иногда более специализированных процессы облегченной диффузии , пассивного транспорта или активного транспорта . [ сомнительно - обсудить ] Скорость прохождения зависит от давления , концентрации и температуры молекул или растворенных веществс обеих сторон, а также проницаемость мембраны для каждого растворенного вещества. В зависимости от мембраны и растворенного вещества проницаемость может зависеть от размера растворенного вещества, растворимости , свойств или химического состава. От того, как сконструирована мембрана, чтобы она была избирательной по своей проницаемости, зависит скорость и проницаемость. Многие натуральные и синтетические материалы толще мембраны также являются полупроницаемыми. Один из примеров - тонкая пленка на внутренней стороне яйца. Обратите внимание, что полупроницаемая мембрана - это не то же самое, что селективно проницаемая мембрана. Полупроницаемая мембрана описывает мембрану, которая позволяет некоторым частицам проходить через нее (по размеру), тогда как избирательно проницаемая мембрана выбирает, что проходит через нее (размер не имеет значения).

Биологические мембраны [ править ]

Примером биологической полупроницаемой мембраны является липидный бислой , на котором основана плазматическая мембрана , окружающая все биологические клетки . Группа фосфолипидов (состоящая из фосфатной головки и двух жирнокислотных хвостов), организованных в двойной слой, фосфолипидный бислой представляет собой полупроницаемую мембрану, которая очень специфична по своей проницаемости. В гидрофильных фосфатных головках находятся в наружном слое и открыты наружу и содержания воды внутри клетки. гидрофобныйхвосты - это слой, спрятанный внутри мембраны. Двухслойный фосфолипид наиболее проницаем для небольших незаряженных растворенных веществ. Белковые каналы проходят через фосфолипиды, и в совокупности эта модель известна как модель жидкой мозаики . Аквапорины представляют собой поры белковых каналов, проницаемые для воды H 2 O.

Обратный осмос [ править ]

Диффузия воды через избирательно проницаемую мембрану называется осмосом . Это позволяет проходить только определенным частицам, включая воду, и оставлять после себя растворенные вещества, включая соль и другие загрязнители. В процессе обратного осмоса используются тонкопленочные композитные мембраны (TFC или TFM). Это полупроницаемые мембраны, производимые в основном для использования в системах очистки или опреснения воды . Они также используются в химической промышленности, такой как батареи и топливные элементы. По сути, материал TFC представляет собой молекулярное сито, построенное в виде пленки из двух или более слоистых материалов. Проф. Сидни Лёби Шриниваса Сурираджан изобрели первую практическую синтетическую полупроницаемую мембрану. [1] Мембраны, используемые в обратном осмосе, как правило, сделаны из полиамида , выбранного в первую очередь из-за его проницаемости для воды и относительной непроницаемости для различных растворенных примесей, включая ионы солей и другие небольшие молекулы, которые нельзя фильтровать. Другой пример полупроницаемой мембраны - диализная трубка .

Роль в сотовой связи [ править ]

Полупроницаемая мембрана важна для клеточной коммуникации. Клеточная мембрана состоит из белков и фосфолипидов. [2] Сигнальные молекулы отправляют химические сообщения белкам клеточной мембраны. Сигнальные молекулы связываются с белками, что изменяет структуру белка. [3] Изменение структуры белка инициирует сигнальный каскад. [3] Примером метода, использующего мембранную основу, являются технологии сохранения тканей и клеток, которые показывают, что адгезивные клетки, такие как стволовые клетки [4] и миобласты [5], имеют лучшие результаты, чем неслипшиеся клетки из-за постоянной передачи сигналов до и после консервации. [6]

Другие типы [ править ]

Другими типами полупроницаемых мембран являются катионообменная мембрана (CEM), мембрана с зарядовой мозаикой (CMM), биполярная мембрана (BPM), анионообменная мембрана (AEM), щелочно-анионообменная мембрана (AAEM) и протонообменная мембрана (PEM). [ необходима цитата ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ [1] , Сидней, Лоеб и Сурираджан Сриниваса, «Пористые мембраны с высокой пропускной способностью для отделения воды от солевых растворов» 
  2. ^ Фридл, Сара. «Роль полупроницаемых мембран в сотовой коммуникации - видео и стенограмма урока» . Study.com . Проверено 6 апреля 2017 года .
  3. ^ a b Вуд, Дэвид. «Полупроницаемая мембрана: определение и обзор - видео и стенограмма урока» . Study.com . Проверено 6 апреля 2017 года .
  4. ^ Sambu, S .; Сюй, X .; Schiffter, HA; Cui, ZF; Е, Х. (2011). «RGDS-Fuctionalized альгинаты увеличивают выживаемость инкапсулированных эмбриональных стволовых клеток во время криоконсервации» . Криолеттеры .
  5. ^ Ахмад, Хаджира Ф .; Самбанис, Афанасий (2013). «Эффекты криоконсервации рекомбинантных миобластов, инкапсулированных в адгезивные альгинатные гидрогели» . Acta Biomaterialia . 9 (6): 6814–6822. DOI : 10.1016 / j.actbio.2013.03.002 . PMC 3664510 . PMID 23499987 .  
  6. ^ Хашеми, Марьям; Калалиния, Фатема (15 декабря 2015 г.). «Применение технологии инкапсуляции в терапии стволовыми клетками». Науки о жизни . 143 : 139–146. DOI : 10.1016 / j.lfs.2015.11.007 . PMID 26556151 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Корос, WJ; Ма, YH; Шимидзу, Т. (1 января 1996 г.). «Терминология для мембран и мембранных процессов (Рекомендации ИЮПАК 1996 г.)». Чистая и прикладная химия . 68 (7): 1479–1489. DOI : 10,1351 / pac199668071479 . S2CID  97076769 . См. В этом документе определения пенетранта (проникающего вещества), синтетической (искусственной) мембраны и анионообменной мембраны.
  • Розендаль, РА; Sleutels, THJA; Hamelers, HVM; Буйсман, CJN (июнь 2008 г.). «Влияние типа ионообменной мембраны на производительность, ионный транспорт и pH в биокатализируемом электролизе сточных вод». Водные науки и технологии . 57 (11): 1757–1762. DOI : 10,2166 / wst.2008.043 . PMID  18547927 .[необходим неосновной источник ]
  • «Пористые мембраны с высокой пропускной способностью для отделения воды от солевых растворов US 3133132 A» . 12 мая 1964 . Проверено 22 апреля 2014 года .[необходим неосновной источник ]

Внешние ссылки [ править ]

  • European Membrane House , некоммерческая международная ассоциация, созданная для продолжения работы сети и партнерств, разработанных в NanoMemPro , ранее финансируемой ЕС европейской сети исследователей мембран.
  • Короткая не научная статья в WiseGeek «Что такое полупроницаемая мембрана.