在實(shí)驗(yàn)室里無(wú)論是無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn),有機(jī)實(shí)驗(yàn),還是理化試驗(yàn),過(guò)濾操作都必不可少,如何合理快速的選擇濾膜、過(guò)濾器是每一個(gè)實(shí)驗(yàn)工作者都必須掌握的技能,今天小析姐就以有機(jī)實(shí)驗(yàn)為例,和大家一起學(xué)一學(xué)如何選擇微孔濾膜和過(guò)濾器。 過(guò)濾可以保護(hù)色譜系統(tǒng)和色譜柱,延長(zhǎng)柱子的使用壽命,改善數(shù)據(jù)的精確度。過(guò)濾可以消除由于摩擦產(chǎn)生顆粒而引起的壓力波動(dòng)和無(wú)規(guī)律的雜質(zhì)引起的基線波動(dòng)??梢韵捎跉馀荽嬖趯?duì)檢測(cè)系統(tǒng)的干擾。因此通常采用微孔濾膜(Membrane)來(lái)過(guò)濾流動(dòng)相,使用針頭濾器(Filter)來(lái)過(guò)濾樣品。
1.絕對(duì)孔徑 絕對(duì)孔徑等級(jí)是指通過(guò)在十分嚴(yán)格的測(cè)試條件下100% 截留下某種特定尺寸的挑戰(zhàn)菌來(lái)區(qū)分孔徑。必須指明的條件里有:測(cè)試有機(jī)體(或分子)尺寸及濃度,測(cè)試壓力和檢測(cè)法。
2. 空氣通量 為測(cè)量空氣通過(guò)濾器之一種方法。即在不同的壓力、不同的孔率和不同濾器面積情況下,空氣所流過(guò)的流量。
3. 氣泡點(diǎn) 在微孔濾膜行業(yè)中,使用特定液體浸濕濾膜,并在特定溫度下,所須排擠出濾膜孔中液體的最小壓力之稱。
4. 過(guò)濾器功效 過(guò)濾器在其特定壓力下,以其過(guò)濾總量和阻礙微粒大小定義其過(guò)濾功效。一般來(lái)說(shuō),阻礙程度及壓力越低時(shí),過(guò)濾器的功效越大。
5. 濾材壽命 在特定操作條件下,過(guò)濾器的最長(zhǎng)使用時(shí)間。它取決于許多因素,例如過(guò)濾液的性質(zhì),操作溫度,過(guò)濾材質(zhì)的選擇等。
6. 親/疏水性 :Hydrophilicity 的定義為親水性,親水性的濾膜通常有一層特殊化學(xué)層使得濾膜可以被水浸潤(rùn); 疏水性Hydro phobicity 是對(duì)水的斥力的一個(gè)參考。疏水性濾膜很少完全不吸水。在觀察上可目視小水液滴停留在濾膜的表面而不會(huì)被表面吸附而擴(kuò)散成水面。疏水性的大小取決于濾材的孔徑和濾膜原料的特性。
7. 流率和流量 流率是在特定溫度及壓力下單位時(shí)間內(nèi)過(guò)濾液通過(guò)濾膜的總量。流率與濾膜表面性質(zhì)有密切關(guān)系。流率和流量是濾材和設(shè)計(jì)性能的二個(gè)重要參數(shù)。這種性能取決于以下幾個(gè)方面:
(1)粘度:粘度決定了液體流動(dòng)的難易。液體的粘度越高(在一定的溫度和壓力條件下)流率越低。而要達(dá)到相同流率時(shí)所需的壓力越高。 (2)壓力差:過(guò)濾中進(jìn)口與出口的壓力差,當(dāng)濾器的滿負(fù)荷時(shí),過(guò)濾壓力差增大。 (3)孔率:是指濾膜上所有孔的體積占全部濾膜體積的比例。通常濾膜有50-90% 孔面積,流率與膜的孔率有直接的關(guān)系。
1.濾膜的材質(zhì)(化學(xué)兼容性) 選擇濾膜時(shí),首先要考慮化學(xué)相容性。濾器是否耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。具體參見如下濾膜化學(xué)相容性表。
注:(1) R(Resistant)表示能耐受此化學(xué)試劑 (2) LR(LimitedResistance)表示能有限耐受此化學(xué)試劑 (3) NR(Not Resistant)表示不能耐受此化學(xué)試劑 2.濾膜的孔徑 對(duì)于使用3um或更大粒徑填料的色譜柱系統(tǒng),可采用0.45um的針頭濾器或?yàn)V膜;對(duì)于使小于3um填料的色譜系統(tǒng),或涉及微生物生長(zhǎng)的色譜系統(tǒng),推薦使用0.2um的濾膜。對(duì)于難處理的混濁溶液,可以使用1-5um的濾膜進(jìn)行預(yù)過(guò)濾,然后再用相應(yīng)的濾膜進(jìn)行續(xù)濾。 3.樣品的特性 (1)親水性樣品:選用親水膜片。對(duì)水有親和力,適合過(guò)濾水為基質(zhì)的溶液。 可用的濾膜有:混合纖維素膜,聚醚砜(PEsM),NylonM等。 4.選擇針頭濾器時(shí) 除了考慮上述因素外,還要考慮樣品的體積(即選擇什么規(guī)格的針頭式濾器):通常樣品量小于2ml時(shí),選用4mm直徑的微型慮頭。樣品量在2-10ml之間,選用13mm直徑的慮頭,當(dāng)樣品量大于10ml時(shí),選用25mm直徑的慮頭。
1. 尼龍膜(Nylon) 特點(diǎn):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(xué)穩(wěn)定良好,能耐受稀酸、稀堿、醇類、酯類、油類、碳?xì)浠衔?、鹵代烴及有機(jī)氧化物等多種有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物。 用途:電子、微電子、半導(dǎo)體工業(yè)水過(guò)濾、組織培養(yǎng)基過(guò)濾。藥液過(guò)濾、飲料過(guò)濾、高純化學(xué)制品過(guò)濾。 水溶液和有機(jī)流動(dòng)相的過(guò)濾的過(guò)濾。
2.聚偏氟乙烯膜(PVDF) 特點(diǎn):膜機(jī)械強(qiáng)度高、抗張強(qiáng)度高,具有良好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性,蛋白吸附率低;具有較強(qiáng)的負(fù)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,氯仿等。 用途:疏水性聚偏氟乙烯膜主要應(yīng)用于氣體及蒸汽過(guò)濾、高溫液體的過(guò)濾;
親水性聚偏氟乙烯膜主要應(yīng)用于組織培養(yǎng)基、添加劑等除菌過(guò)濾溶劑和化學(xué)原料的凈化過(guò)濾,試劑的無(wú)菌處理,高溫液體的過(guò)濾等。
3.混合纖維素酯(MCE) 特點(diǎn):孔徑比較均勻,孔隙率高,無(wú)介質(zhì)脫落,質(zhì)地薄,阻力小,濾速快,吸附極小,使用價(jià)格成本低,但不耐有機(jī)溶液和強(qiáng)酸、強(qiáng)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(duì)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(cè)定,及水質(zhì)污染指數(shù)測(cè)定。 應(yīng)用于體細(xì)胞雜交和線粒互補(bǔ)預(yù)測(cè)雜種優(yōu)勢(shì)研究等科研部門。
4.聚丙烯(PPM) 特點(diǎn):無(wú)任何粘接劑,化學(xué)性能穩(wěn)定,柔韌,不易破損,耐高溫,能經(jīng)受高壓滅菌。毒無(wú)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(jī)濾膜。 適用于反滲透膜,超濾膜的支撐及預(yù)處理。 聚丙烯膜無(wú)毒性,可在醫(yī)藥、化工、食品、飲料等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用;具疏水性,對(duì)氣體過(guò)濾尤佳。
5.聚醚砜(PES) 特點(diǎn):醚砜材質(zhì)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(qiáng)度的特點(diǎn),不吸附蛋白和提取物,對(duì)樣品五污染。 用途:低蛋白質(zhì)吸附及高藥物相容性,專為生化、檢驗(yàn)、制藥以及除菌過(guò)濾裝置而設(shè)計(jì)。
6.聚四氟乙烯(PTFE) 特點(diǎn):最廣泛的化學(xué)兼容性,能耐受DMSO,THF,DMF,二氯甲烷,氯仿等強(qiáng)溶劑。 應(yīng)用:所有有機(jī)溶液的過(guò)濾,特別是其它濾膜不能耐受的強(qiáng)溶劑的過(guò)濾。
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