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Lexikon der Biochemie: Dialyse

Dialyse, eine Methode, bei der mit Hilfe einer semipermeablen Membran Moleküle aufgrund ihrer Größe getrennt werden (Farbtafel). Die Dialysemembran lässt kleine Moleküle frei diffundieren, während größere Moleküle zurückgehalten werden. Die D. ist die am längsten praktizierte Entsalzungsmethode für Proteine. Man füllt die Proteinlösung in einen Dialyseschlauch, der wegen der Volumenzunahme der Probelösung aufgrund der Wassereinwanderung während der D. nur zu etwa zwei Drittel gefüllt sein sollte. Der durch Knoten verschlossene Schlauch wird in ein Becherglas mit dem gewünschten Puffer gehängt, wobei für eine effektive Entsalzung Rühren und mehrfaches Wechseln des Puffers notwendig sind. Der Fortschritt der Entsalzung kann durch Leitfähigkeitsmessung des Puffers kontrolliert werden. Die D. wird zur Stabilisierung von Proteinen sinnvollerweise im Kühlraum durchgeführt. Die Diffusionsgeschwindigkeit durch die Membran ist abhängig vom Konzentrationsgradienten der diffundierbaren Moleküle, von den Diffusionskonstanten der Teilchen, der Membranoberfläche und der Temperatur. Die im Handel befindlichen Dialysemembranen unterscheiden sich in der Porengröße. Der sog. Cutoff-Wert beschreibt die Molekulargewichtsausschlussgröße. Durch diesen Wert wird in der Regel das Molekulargewicht der Proteine angegeben, die zu 90 % von der Membran ausgeschlossen werden. Da der Membrandurchtritt nicht nur vom Molekulargewicht, sondern auch von der Form, von der Ladung und vom Hydratationszustand abhängt, beschreibt der Cutoff-Wert eigentlich nur annähernd die Molekülgrößen, die relativ ungehindert durch die Membran diffundieren. Für Volumina >500 μl werden keine Schläuche mehr verwendet, vielmehr bedient man sich speziell konstruierter Probenkammern von wenigen Mikrolitern. Prinzipiell kann man mit einem Dialyseschlauch auch Konzentrierungen von Proben vornehmen. Zu diesem Zweck wird der Dialyseschlauch in ein hygroskopisches Material gelegt. Hierfür ist beispielsweise Sephadex G100 geeignet, das durch die Membranwand Flüssigkeit und niedermolekulare Verbindungen saugt. Man wechselt das hygroskopische Material im feuchten Zustand.

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