透析袋的原理主要基于 分子筛分效应 和 扩散压 。透析袋通常是由半透膜制成的袋状容器，用于在生物大分子的制备过程中除去盐、少量有机溶剂、生物小分子杂质和浓缩样品。
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分子筛分效应 ：透析袋上的孔径大小通常是以截留分子量来衡量的，指的是能够阻止50%的大分子物质通过的最小分子量。当含有不同分子量的混合溶液通过透析袋时，小于或等于截留分子量的小分子物质能够自由透过膜，而大于截留分子量的大分子则被阻挡在袋内。
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扩散压 ：透析袋的动力是扩散压，扩散压由横跨膜两边的浓度梯度形成。透析的速度反比于膜的厚度，正比于欲透析的小分子溶质在膜内外两边的浓度梯度，还正比于膜的面积和温度。
透析袋的材质可以是纤维素、纤维素醋酸盐、聚氨酯、聚乙烯醇等，其中纤维素透析袋是最为常见的一种。在使用时，将透析袋放入去离子水中浸泡数小时，去除潜在杂质和污染物，然后将含有生物大分子样品的溶液置入袋内，将此透析袋浸入水或缓冲液中，样品溶液中的大分子量的生物分子被截留在袋内，而盐和小分子物质不断扩散透析到袋外，直到袋内外两边的浓度达到平衡为止。
透析袋广泛应用于生物大分子的分离、纯化和浓缩，是生物学实验和工业生产中不可或缺的重要工具。