Τι είναι οι μεμβράνες οξικής κυτταρίνης;

Οι μεμβράνες οξικής κυτταρίνης είναι στρώματα μεμβράνης ενός εστέρα, που αποτελούνται από τη φυτική ίνα κυτταρίνη και έναν ποικίλο αριθμό ομάδων ακετυλίου. Τέτοιες μεμβράνες επιτρέπουν στο νερό να περάσει, ενώ συγκρατούν τα άλατα από το να τις διαπεράσουν, γι’ αυτό χρησιμοποιούνται σε διαδικασίες κρύας αποστείρωσης και υπερδιήθησης. Η κυτταρίνη είναι μια αλυσίδα συνδεδεμένων μορίων γλυκόζης και οι ομάδες ακετυλίου είναι μικρές δομές μορίων άνθρακα, υδρογόνου και οξυγόνου. Αυτές οι μεμβράνες περιγράφονται ως ασύμμετρες, επειδή έχουν ένα πυκνό δέρμα στην επιφάνειά τους με ένα πιο πορώδες στρώμα από κάτω τους. Τόσο το δέρμα όσο και το στήριγμα αποτελούνται από χημικά πανομοιότυπη οξική κυτταρίνη, παρόλο που η εξωτερική δομή και η εμφάνισή τους είναι διαφορετικές.

Γενικά, οι μεμβράνες οξικής κυτταρίνης αποτελούνται από ένα πολυμερές ινώδους κυτταρίνης, με κάθε μόριο κυτταρίνης να συνδέεται είτε με δύο είτε με τρεις ακετυλομάδες από μια πηγή όπως το οξικό οξύ. Αυτές οι μεμβράνες μπορεί να έχουν μόνο διακετυλο ή τριακετυλο ομάδες συνδεδεμένες με κυτταρίνη, ή μπορεί να έχουν ένα μείγμα και των δύο. Αφού συνδυαστούν η κυτταρίνη και το οξικό οξύ, μαζί με έναν καταλύτη όπως το θειικό οξύ, το φιλμ που προκύπτει τοποθετείται στη συνέχεια σε λουτρό νερού, το οποίο ξεπλένει την περίσσεια οξικού οξέος και δημιουργεί τα ασύμμετρα στρώματα στη μεμβράνη. Αν και οι μεμβράνες οξικής κυτταρίνης είναι φθηνές στην παραγωγή και μπορούν εύκολα να φιλτράρουν το χλωριωμένο νερό, σε αντίθεση με άλλους τύπους μεμβρανών, είναι περιορισμένες στην ικανότητά τους να αντέχουν σε ακραία επίπεδα υδρογόνου (pH) potenz.

Εκτός από το αποτελεσματικό φιλτράρισμα των αλάτων, οι μεμβράνες οξικής κυτταρίνης δεν δεσμεύουν εύκολα οργανικά μόρια και είναι αρκετά ισχυρές, επομένως αποτελούν εξαιρετική επιλογή για το φιλτράρισμα οργανικών ενώσεων όπως πρωτεΐνες και ένζυμα σε εργαστηριακό περιβάλλον. Η αντοχή αυτών των μεμβρανών τις καθιστά χρήσιμες για τη συγκράτηση πρωτεϊνών για ανάκτηση κατά τη διάρκεια πειραμάτων ή διεργασιών στις οποίες πρέπει να ανακτηθούν αυτά τα υποστρώματα, γι’ αυτό και χρησιμοποιούνται ως προϊόντα ανάλυσης τροφίμων και προϊόντα περιβαλλοντικής παρακολούθησης. Οι ιδιότητες των μεμβρανών οξικής κυτταρίνης μπορεί να είναι περιοριστικές σε εργαστηριακές τεχνικές που απαιτούν απεικόνιση, ωστόσο, επειδή η πορώδης κάτω πλευρά της οξικής κυτταρίνης τείνει να απορροφά υγρά και γίνεται διαφανής. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να είναι δύσκολο να προσδιοριστεί πόσο καλά προσκολλώνται αυτές οι μεμβράνες σε άλλες επιφάνειες ή σε υποστρώματα όπως πρωτεΐνες.

Η διαφάνεια και η αντοχή των μεμβρανών οξικής κυτταρίνης είναι δύο ιδιότητες που οδήγησαν στη χρήση τους ως φιλμ τη δεκαετία του 1930. Αυτές οι μεμβράνες, ωστόσο, τείνουν να αποικοδομούνται όταν εκτίθενται σε οξέα ή υπερβολική θερμότητα, οδηγώντας σε άχρηστο φιλμ. Για το λόγο αυτό, η οξική κυτταρίνη δεν είναι πλέον ένα κοινό συστατικό φιλμ, αλλά συνέχισε να χρησιμοποιείται στην υπερδιήθηση.