微孔滤膜的应用与材质选择介绍
发布时间：2023-08-16 浏览次数：1081
在膜分离技术应用中，微孔滤膜是应用范围最广的一种膜品种，使用简单快捷。具有气通量大、微粒截留率高、耐温性好，抗强酸、强碱、有机溶剂和氧化剂，耐老化及不粘、不燃性和无毒、生物相容性好等特点。其材质分为有机和无机两大类，鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表现，通常孔径范围在0.1-1um，故微孔滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离；根据孔径大小不同将滤膜分为微滤MF（0.1-1μm）、超滤UF（0.001-0.1μm）、纳滤NF（1nm-2nm)、反渗透RO（<0.2nm)。微孔滤膜可作为一般料液的澄清、空气除菌。广泛应用科研、医药卫生、生物化学、食品、能源、微电子工业、纳米技术、环境保护等部门。
微孔过滤膜的应用
1.微孔滤膜在色谱分析中的应用
微孔滤膜及滤器在化学分析研究中具有十分广泛的应用。分析仪器诸如高效液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）、凝胶色谱（GPC）、离子色谱（IC）以及电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等在制样时均需使用相关微滤产品去除样品中的颗粒杂质，防止管路、泵或分离柱等关键零部件的堵塞或损伤，延长整机的使用寿命的同时并保证分析结果的准确性。
以GPLC为例，其进样前需要使用0.22μm或0.45μm的针式过滤器，配合针筒手工推注过滤样品，去除不溶性的颗粒物。HPLC的流动相在使用前也需要用0.22μm或0.45μm微孔滤膜配合玻璃抽滤瓶进行真空抽滤去除颗粒，或者也可在HPLC上安装在线过滤/脱气装置，微孔滤膜对流动相过滤去除颗粒的同时还可以脱出分散其中的微小气泡，减少基线波动。
2.微孔滤膜在液体澄清/除菌/除支原体过滤中的应用
在生化实验操作中，经常需要对各种溶液进行澄清处理。最常用的处理方式就是微孔膜过滤法。
对于高颗粒物含量或者粘度的溶液，为了减少滤材因堵塞而频繁更换，可以选择具有高纳污量、低阻力的超细玻璃纤维纸进行过滤，但需要注意的是下游可能会有纤维脱落。
对于尺寸较小的细微颗粒，则需要采用精度更高的微滤膜来实现去除。使用的过程中，应依据溶液的特性（pH、极性、溶度参数、温度等），选择合适材质的进行过滤。
在经高压蒸汽灭菌、γ辐照或EO熏蒸等方式灭菌后微孔滤膜及滤器可被用于溶液的除菌过滤，特别是一些含有温敏性物质而无法采用高温蒸汽灭菌的溶液。因而这种除菌方式又被称为“冷除菌”。
生化实验中常见的培养基、缓冲液、血清、蛋白溶液等都可以采用微孔滤器进行除菌。能够通过10^7 CFU/cm2缺陷短波单胞菌挑战水平测试的微孔过滤器被认定为是“除菌级”，其孔径等级被定义为0.22μm或0.2μm。从外0.1μm孔径等级的微孔滤膜被认为是可以在一定程度上除支原体。
微孔过滤膜的材质
主要有：尼龙66（Nylon66）、尼龙6（Nylon6）、聚醚砜（PES）、混合纤维素（MCE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）。
▲尼龙膜(Nylon)
特点：耐温性能良好，可耐121℃饱和蒸汽热压消毒30min，最高工作温度60℃，化学稳定良好，能耐受稀酸、稀碱、醇类、酯类、油类、碳氢化合物、卤代烃及有机氧化物等多种有机和无机化合物。
用途：电子、微电子、半导体工业水过滤、组织培养基过滤。药液过滤、饮料过滤、高纯化学制品过滤。水溶液和有机流动相的过滤的过滤。
▲聚偏氟乙烯膜(PVDF)
特点：膜机械强度高、抗张强度高，具有良好的耐热性和化学稳定性，蛋白吸附率低;具有较强的负静电性及疏水性；具有疏水和亲水两种形式。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应用于气体及蒸汽过滤、高温液体的过滤；
亲水性聚偏氟乙烯膜主要应用于组织培养基、添加剂等除菌过滤溶剂和化学原料的净化过滤，试剂的无菌处理，高温液体的过滤等。
▲混合纤维素酯(MCE)
特点：孔径比较均匀，孔隙率高，无介质脱落，质地薄，阻力小，滤速快，吸附极小，使用价格成本低，但不耐有机溶液和强酸、强碱溶液。
用途：医药工业需热压灭菌的水针剂，大输液滤除微粒。
对热敏性药物(胰岛素ATP、辅酶A等生化制剂)的除菌，用0.45微米的滤膜(或0.2)
溶液中微粒及油类不溶物的分析测定，及水质污染指数测定。
▲聚丙烯(PPM)
特点：无任何粘接剂，化学性能稳定，柔韧，不易破损，耐高温，能经受高压灭菌。毒无味，耐酸碱。
用途：适用于制作各种粗、精滤器，折叠式滤芯。适用于饮料、医药等行业的板框压滤机滤膜。适用于反渗透膜，超滤膜的支撑及预处理。
聚丙烯膜无毒性，可在医药、化工、食品、饮料等领域广泛应用;具疏水性，对气体过滤尤佳。
▲聚醚砜(PES)
特点：醚砜材质的微孔滤膜，属于亲水性滤膜，具有高流率、低溶出物、良好的强度的特点，不吸附蛋白和提取物，对样品五污染。
用途：低蛋白质吸附及高药物相容性，专为生化、检验、制药以及除菌过滤装置而设计。
▲聚四氟乙烯(PTFE)
特点：广泛的化学兼容性，能耐受DMSO，THF，DMF，二氯甲烷，氯fang等强溶剂。
应用：所有有机溶液的过滤，特别是其它滤膜不能耐受的强溶剂的过滤。
微孔滤膜的选择
根据上述不同材质微孔滤膜的特点和应用，即可确定选用哪种合适的材质。
此外，还需要根据处理的样品颗粒大小，选择合适的孔径：对于使用3μm或更大粒径填料的色谱柱系统，可采用0.45um的滤膜；对于使小于3μm填料的色谱系统，或涉及微生物生长的色谱系统，推荐使用0.22μm的滤膜。对于难处理的混浊溶液，可以使用1-5μm的滤膜进行预过滤，然后再用相应的滤膜进行续滤。
来源：“莱伯帕兹LabParts”公众号，作者-LabParts 。
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