生物科普 神奇的半透膜和血液透析膜

生物必修一第四章介绍了渗透作用，并提到了半透膜的相关知识。学生们对半透膜知之甚少。有必要向学生普及半透膜知识。在本章的最后，还有血液透析的相关知识，教师也需要了解血液透析的相关原理。本文将对半透膜和血液透析膜作进一步的解释。

半透膜是一种只允许某些分子或离子扩散进出的膜，对不同粒子的通过具有选择性。现代半透膜是由多孔壁制成的，适当的化合物沉淀在它们的孔中。半透膜用于渗透溶胶和测量渗透压。生物体对养分的吸收也是通过半透膜进行的。反渗透生产的纯水是由高分子材料经过特殊工艺制成的半透膜。它只允许水分子通过，但不允许溶质通过。

血液透析的目的是为了取代肾功能衰竭所失去的一些功能，如清除代谢废物和调节水、电解质和酸碱平衡。其基本原理是分散、渗透、对流和超滤。透析过程中溶质和水的交换构成了透析过程中排毒、除水和补充必需物质的理论基础。尿毒症患者血液中的肌酐、尿素氮、钾等小分子物质扩散到透析液中，透析液中的离子钠、氯血浆和血液浓度相同，因此膜内外仍保持平衡，透析液中的碱、钙离子等扩散到血液中，从而达到排毒、纠正电解质紊乱和酸中毒的目的。超纯水用于血液透析的原理是使用透析膜[1]，这是一种半透膜。通过血液和透析液在透析膜内外的相对流动，溶质根据浓度梯度差从高浓度侧输送到低浓度侧，这被称为分散。由于分散，半透膜两侧的溶质浓度达到平衡。如果在半透膜的一侧施加负压以增加跨膜压力，水可以从高压侧转移到低压侧，这称为超滤。同时，一些溶质随水移动，这叫做对流。