Membrana półprzepuszczalna

Schemat półprzepuszczalnej membrany podczas hemodializy , gdzie krew jest czerwona, płyn dializacyjny jest niebieski, a membrana żółta.

Membrana półprzepuszczalna to rodzaj biologicznej lub syntetycznej membrany polimerowej , która umożliwia przechodzenie przez nią pewnych cząsteczek lub jonów na drodze osmozy . Szybkość przejścia zależy od ciśnienia , stężenia i temperatury cząsteczek lub substancji rozpuszczonych po obu stronach, a także przepuszczalności membrany dla każdej substancji rozpuszczonej. W zależności od membrany i substancji rozpuszczonej przepuszczalność może zależeć od wielkości substancji rozpuszczonej, rozpuszczalność , właściwości lub skład chemiczny. Sposób, w jaki membrana jest skonstruowana tak, aby była selektywna pod względem przepuszczalności, określi szybkość i przepuszczalność. Wiele materiałów naturalnych i syntetycznych, które są raczej grube, jest również półprzepuszczalnych. Jednym z przykładów jest cienka warstwa po wewnętrznej stronie jajka.

Błony biologiczne są selektywnie przepuszczalne , przy czym przechodzenie cząsteczek jest kontrolowane przez ułatwioną dyfuzję , transport pasywny lub transport aktywny regulowany przez białka osadzone w błonie.

Błony biologiczne

Przykładem biologicznej błony półprzepuszczalnej jest dwuwarstwa lipidowa , na której opiera się błona plazmatyczna otaczająca wszystkie komórki biologiczne . Grupa fosfolipidów (składająca się z główki fosforanowej i dwóch ogonów kwasów tłuszczowych ) ułożonych w podwójną warstwę, dwuwarstwa fosfolipidowa jest półprzepuszczalną membraną, która jest bardzo specyficzna pod względem przepuszczalności. Hydrofilowe fosforanowe znajdują się w warstwie zewnętrznej i są wystawione na działanie wody znajdującej się na zewnątrz i wewnątrz komórki. Hydrofobowy _ ogony to warstwa ukryta po wewnętrznej stronie membrany. Dwuwarstwa fosfolipidowa jest najbardziej przepuszczalna dla małych, nienaładowanych substancji rozpuszczonych. Kanały białkowe są osadzone w fosfolipidach lub przez fosfolipidy, a łącznie ten model jest znany jako model płynnej mozaiki . Akwaporyny to przepuszczalne dla wody pory kanałów białkowych.

Komunikacja komórkowa

Informacje mogą również przechodzić przez błonę komórkową, gdy cząsteczki sygnałowe wiążą się z receptorami w błonie komórkowej. Cząsteczki sygnałowe wiążą się z receptorami, co zmienia strukturę tych białek. Zmiana struktury białka inicjuje kaskadę sygnalizacyjną;

Sygnalizacja receptora sprzężonego z białkiem G jest ważnym podzbiorem takich procesów sygnalizacyjnych.

Odwrócona osmoza

Masowy przepływ wody przez selektywnie przepuszczalną membranę z powodu różnicy ciśnień osmotycznych nazywa się osmozą . Pozwala to na przejście tylko niektórych cząstek, w tym wody, i pozostawienie substancji rozpuszczonych, w tym soli i innych zanieczyszczeń. W procesie odwróconej osmozy woda jest oczyszczana przez zastosowanie wysokiego ciśnienia do roztworu, a tym samym przepychanie wody przez cienkowarstwową membranę kompozytową (TFC lub TFM). Są to membrany półprzepuszczalne produkowane głównie do stosowania w oczyszczaniu wody lub odsalania . Mają również zastosowanie w zastosowaniach chemicznych, takich jak baterie i ogniwa paliwowe. Zasadniczo materiał TFC to sito molekularne zbudowane w postaci folii z dwóch lub więcej materiałów warstwowych. Sidney Loeb i Srinivasa Sourirajan wynaleźli pierwszą praktyczną syntetyczną półprzepuszczalną membranę. Membrany stosowane w odwróconej osmozie są generalnie wykonane z poliamidu , wybranego przede wszystkim ze względu na jego przepuszczalność dla wody i względną nieprzepuszczalność dla różnych rozpuszczonych zanieczyszczeń, w tym jonów soli i innych małych cząsteczek, których nie można przefiltrować. Innym przykładem półprzepuszczalnej membrany jest rurki do dializy .

Inne rodzaje

Inne typy membran półprzepuszczalnych to membrany kationowymienne (CEM), membrany anionowymienne (AEM), alkaliczne membrany anionowymienne (AAEM) i membrany protonowymienne (PEM).

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Semipermeable_membrane&oldid=1136345419 ”