Dialýza roztoků
Makromolekulární látky (např. bílkoviny, polysacharidy, nukleové kyseliny) v roztoku je možné oddělit od anorganických solí a jiných nízkomolekulárních látek pomocí přirozených nebo umělých semipermeabilních membrán, které dovolují volný prostup malých molekul, zatímco molekuly velké skrz tuto membránu neprojdou. Tento proces diferenciální difuze se nazývá dialýza.
Princip metody[upravit | editovat zdroj]
Malé molekuly přes membránu difundují ve směru koncentračního spádu. Jakmile se koncentrace malých molekul na obou stranách membrány vyrovnají, systém se dostane do ustáleného stavu (tj. molekuly přes membránu pozorovatelně nedifundují – či přesněji rychlost difuze oběma směry je shodná).
Pokud je potřeba proces urychlit, případně z dialyzovaného roztoku nějakou látku úplně odstranit, musí být po celou dobu procesu udržen dostatečný koncentrační spád. Buď se použije velké množství dialyzačního roztoku (relativně – ve vztahu k objemu dialyzovaného roztoku), nebo se dialyzační roztok často vyměňuje (dříve, než dojde k vyrovnání koncentrací malých molekul v dialyzovaném i dialyzačním roztoku). Rychlost dialýzy je také závislá na ploše dialyzační membrány: čím je větší, tím rychleji malé molekuly přejdou.
Důležitou vlastností každé dialyzační membrány je její tzv cut-off hodnota (MWCO – molecular weight cut-off). Informuje o tom, jak veliké molekuly membrána považuje za malé (tj. umožní jim volný prostup) a které už jsou velké (tj. skrz membránu neprojdou). Většina molekul s molekulovou hmotností přesahující MWCO dané membrány by měla být touto membránou zadržena. Tento parametr je nutno brát s rezervou, svou roli tu hraje nejen celková velikost molekuly, ale i její tvar.
S otevřeným deštníkem také dveřmi neprojdete, když ho ale složíte, neměli byste mít se vstupem do místnosti potíže. Přitom jde pořád o tentýž deštník.
Klinické využití[upravit | editovat zdroj]
V živém organismu lze všechny membrány buněk nebo jejich organel také označit za semipermeabilní, neboť do jisté míry dovolují přestup vody a nízkomolekulárních látek, ale nikoli proteinů. Ve výzkumné laboratoři představuje dialýza jednoduchou alternativu, pokud je nutné například odstranit přebytek solí z roztoku proteinů (či jiných makromolekulárních látek) nebo proteiny převést do jiného pufru.
V klinické medicíně se jedna z metod léčby selhání ledvin nazývá hemodialýza, neboť je založena na zcela stejném principu: krev pacienta proudí kolem semipermeabilních membrán, které dovolují vyrovnání koncentrací nízkomolekulárních látek s dialyzačním roztokem na druhé straně membrány (a tedy odstranění odpadních produktů metabolismu), zatímco plasmatické proteiny a krevní buňky přes dialyzační membránu neprocházejí a neztrácejí se. Kromě umělých membrán, umístěných mimo pacientovo tělo, lze k hemodialýze využít i pacientovo peritoneum – v tom případě se dialyzačním roztokem promývá peritoneální dutina, mluvíme o peritoneální dialýze.
Je důležité si uvědomit, že ne každá malá molekula představuje odpadní látku. Je nutné tedy takto ztracené molekuly nahradit. Do dialyzačního roztoku přidáváme například glukózu, Na+, K+ atd.
