微孔濾膜的應用與材質選擇介紹
發(fā)布時間：2023-08-16 瀏覽次數(shù)：2494
在膜分離技術應用中，微孔濾膜是應用范圍最廣的一種膜品種，使用簡單快捷。具有氣通量大、微粒截留率高、耐溫性好，抗強酸、強堿、有機溶劑和氧化劑，耐老化及不粘、不燃性和無毒、生物相容性好等特點。其材質分為有機和無機兩大類，鑒于微孔濾膜的分離特征，微孔濾膜的應用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細菌以及其他污染物，以達到凈化、分離、濃縮的目的。對于微濾而言，膜的截留特性是以膜的孔徑來表現(xiàn)，通?？讖椒秶?.1-1um，故微孔濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進行分離；根據(jù)孔徑大小不同將濾膜分為微濾MF（0.1-1μm）、超濾UF（0.001-0.1μm）、納濾NF（1nm-2nm)、反滲透RO（<0.2nm)。微孔濾膜可作為一般料液的澄清、空氣除菌。廣泛應用科研、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物化學、食品、能源、微電子工業(yè)、納米技術、環(huán)境保護等部門。
微孔過濾膜的應用
1.微孔濾膜在色譜分析中的應用
微孔濾膜及濾器在化學分析研究中具有十分廣泛的應用。分析儀器諸如高效液相色譜（HPLC）、氣相色譜（GC）、凝膠色譜（GPC）、離子色譜（IC）以及電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）等在制樣時均需使用相關微濾產品去除樣品中的顆粒雜質，防止管路、泵或分離柱等關鍵零部件的堵塞或損傷，延長整機的使用壽命的同時并保證分析結果的準確性。
以GPLC為例，其進樣前需要使用0.22μm或0.45μm的針式過濾器，配合針筒手工推注過濾樣品，去除不溶性的顆粒物。HPLC的流動相在使用前也需要用0.22μm或0.45μm微孔濾膜配合玻璃抽濾瓶進行真空抽濾去除顆粒，或者也可在HPLC上安裝在線過濾/脫氣裝置，微孔濾膜對流動相過濾去除顆粒的同時還可以脫出分散其中的微小氣泡，減少基線波動。
2.微孔濾膜在液體澄清/除菌/除支原體過濾中的應用
在生化實驗操作中，經(jīng)常需要對各種溶液進行澄清處理。最常用的處理方式就是微孔膜過濾法。
對于高顆粒物含量或者粘度的溶液，為了減少濾材因堵塞而頻繁更換，可以選擇具有高納污量、低阻力的超細玻璃纖維紙進行過濾，但需要注意的是下游可能會有纖維脫落。
對于尺寸較小的細微顆粒，則需要采用精度更高的微濾膜來實現(xiàn)去除。使用的過程中，應依據(jù)溶液的特性（pH、極性、溶度參數(shù)、溫度等），選擇合適材質的進行過濾。
在經(jīng)高壓蒸汽滅菌、γ輻照或EO熏蒸等方式滅菌后微孔濾膜及濾器可被用于溶液的除菌過濾，特別是一些含有溫敏性物質而無法采用高溫蒸汽滅菌的溶液。因而這種除菌方式又被稱為“冷除菌”。
生化實驗中常見的培養(yǎng)基、緩沖液、血清、蛋白溶液等都可以采用微孔濾器進行除菌。能夠通過10^7 CFU/cm2缺陷短波單胞菌挑戰(zhàn)水平測試的微孔過濾器被認定為是“除菌級”，其孔徑等級被定義為0.22μm或0.2μm。從外0.1μm孔徑等級的微孔濾膜被認為是可以在一定程度上除支原體。
微孔過濾膜的材質
主要有：尼龍66（Nylon66）、尼龍6（Nylon6）、聚醚砜（PES）、混合纖維素（MCE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）。
▲尼龍膜(Nylon)
特點：耐溫性能良好，可耐121℃飽和蒸汽熱壓消毒30min，最高工作溫度60℃，化學穩(wěn)定良好，能耐受稀酸、稀堿、醇類、酯類、油類、碳氫化合物、鹵代烴及有機氧化物等多種有機和無機化合物。
用途：電子、微電子、半導體工業(yè)水過濾、組織培養(yǎng)基過濾。藥液過濾、飲料過濾、高純化學制品過濾。水溶液和有機流動相的過濾的過濾。
▲聚偏氟乙烯膜(PVDF)
特點：膜機械強度高、抗張強度高，具有良好的耐熱性和化學穩(wěn)定性，蛋白吸附率低;具有較強的負靜電性及疏水性；具有疏水和親水兩種形式。但不能耐受丙酮，DMSO，THF，DMF，二氯甲烷，氯fang等。
用途：疏水性聚偏氟乙烯膜主要應用于氣體及蒸汽過濾、高溫液體的過濾；
親水性聚偏氟乙烯膜主要應用于組織培養(yǎng)基、添加劑等除菌過濾溶劑和化學原料的凈化過濾，試劑的無菌處理，高溫液體的過濾等。
▲混合纖維素酯(MCE)
特點：孔徑比較均勻，孔隙率高，無介質脫落，質地薄，阻力小，濾速快，吸附極小，使用價格成本低，但不耐有機溶液和強酸、強堿溶液。
用途：醫(yī)藥工業(yè)需熱壓滅菌的水針劑，大輸液濾除微粒。
對熱敏性藥物(胰島素ATP、輔酶A等生化制劑)的除菌，用0.45微米的濾膜(或0.2)
溶液中微粒及油類不溶物的分析測定，及水質污染指數(shù)測定。
▲聚丙烯(PPM)
特點：無任何粘接劑，化學性能穩(wěn)定，柔韌，不易破損，耐高溫，能經(jīng)受高壓滅菌。毒無味，耐酸堿。
用途：適用于制作各種粗、精濾器，折疊式濾芯。適用于飲料、醫(yī)藥等行業(yè)的板框壓濾機濾膜。適用于反滲透膜，超濾膜的支撐及預處理。
聚丙烯膜無毒性，可在醫(yī)藥、化工、食品、飲料等領域廣泛應用;具疏水性，對氣體過濾尤佳。
▲聚醚砜(PES)
特點：醚砜材質的微孔濾膜，屬于親水性濾膜，具有高流率、低溶出物、良好的強度的特點，不吸附蛋白和提取物，對樣品五污染。
用途：低蛋白質吸附及高藥物相容性，專為生化、檢驗、制藥以及除菌過濾裝置而設計。
▲聚四氟乙烯(PTFE)
特點：廣泛的化學兼容性，能耐受DMSO，THF，DMF，二氯甲烷，氯fang等強溶劑。
應用：所有有機溶液的過濾，特別是其它濾膜不能耐受的強溶劑的過濾。
微孔濾膜的選擇
根據(jù)上述不同材質微孔濾膜的特點和應用，即可確定選用哪種合適的材質。
此外，還需要根據(jù)處理的樣品顆粒大小，選擇合適的孔徑：對于使用3μm或更大粒徑填料的色譜柱系統(tǒng)，可采用0.45um的濾膜；對于使小于3μm填料的色譜系統(tǒng)，或涉及微生物生長的色譜系統(tǒng)，推薦使用0.22μm的濾膜。對于難處理的混濁溶液，可以使用1-5μm的濾膜進行預過濾，然后再用相應的濾膜進行續(xù)濾。
來源：“萊伯帕茲LabParts”公眾號，作者-LabParts 。
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