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潔特產(chǎn)品▏過(guò)濾分離基礎常識和名詞釋義
點(diǎn)擊次數:349 更新時(shí)間:2024-07-15

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潔特產(chǎn)品▏過(guò)濾分離基礎常識和名詞釋義

正確地選擇一種功能恰當的過(guò)濾介質(zhì)或過(guò)濾器,不僅確保樣品前處理工藝的完善性,有利于獲得準確可靠的實(shí)驗結果,更有利于加速研發(fā)過(guò)程、創(chuàng )造效益和節約成本。面對如此眾多的 過(guò)濾介質(zhì)和過(guò)濾器,如何讓實(shí)驗者從“一開(kāi)始就是正確的"而避免人力物力的浪費。


化學(xué)兼容性(Chemical Compatibility)


在某些溶液或溶劑環(huán)境下,過(guò)濾介質(zhì)與過(guò)濾器外殼的物理化學(xué)完整性不會(huì )受到破壞的能 力,即化學(xué)兼容性。當化學(xué)兼容性不佳時(shí),過(guò)濾介質(zhì)暴露于某些化合物中則引發(fā)纖維或 顆粒脫落,或因耐溶劑性差而被溶劑溶出,或出現軟化、脆化、變性、溶脹等現象。另外, 與溶劑或溶液的接觸時(shí)間長(cháng)短、溫度、濃度和壓力等因素都可能影響到兼容性。


親水性(Hydrophilic)


過(guò)濾介質(zhì)如果對水表現出親和性,理論上可被任何極性溶劑浸潤,絕大多數親水介質(zhì)也 親和極性有機溶劑,但不一定兼容。如果親水介質(zhì)不與有機溶劑和腐蝕性溶劑發(fā)生反應(如再生纖維素膜/RC 膜),則適用于水相、有機相和腐蝕性溶液;如果親水介質(zhì)不易與有 機溶劑反應(如尼龍膜),則同時(shí)適于水相和有機溶劑過(guò)濾。

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疏水性(Hydrophobic)


過(guò)濾介質(zhì)如果憎水,適合過(guò)濾有機溶劑或作通風(fēng)和氣體過(guò)濾,這樣水氣不能透過(guò),通常使用 當量孔徑為 1~5um 或更小孔徑的聚四氟乙烯濾膜(TE 或 ePTFE)過(guò)濾去除氣體中顆粒物 和水氣。


液體流速(Liquid Flow Rate)


液體流速實(shí)際上受多個(gè)因素的影響,特別是被過(guò)濾的固體/液體的性質(zhì)和過(guò)濾介質(zhì)的化 學(xué)兼容性。為比較各種過(guò)濾介質(zhì)的性能,要求設定好標準化條件,那么在對過(guò)濾介質(zhì)的濾 速評價(jià)時(shí)不受顆粒物的附加影響。


負載量(Loading Capacity)


它指是過(guò)濾介質(zhì)不斷被加載顆粒物而維持可觀(guān)的過(guò)濾速度和壓力差的能力??傮w上,與具有 同等顆粒截留度的纖維素濾紙相比,玻璃微纖維濾紙因纖維更加細小和比表面積更 大而表現出更高的負載量,而濾膜受厚度和比表面積的限值,其負載量較低一些?!岸氯麎?命"用于表征負載量。

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顆粒截留率 (空氣/氣體中)


我們都知道,相同的過(guò)濾介質(zhì)對氣體中的顆粒物的去除效率高于對液體中的顆粒物,這 與兩種條件下過(guò)濾機制不同有關(guān)。通常用對標準顆粒物的穿透率(%)或截留率(%)來(lái)表征空氣 濾器的過(guò)濾效率。美國采用 0.3μm 的鄰苯二甲酸二辛酯氣溶膠(DOP)檢測空氣過(guò)濾介質(zhì)或濾器是普遍的方法,歐洲基于鈉焰法采用 0.3-0.5μm 氯化鈉顆粒來(lái)檢測過(guò)濾效率,我國綜 合采用了油霧法和鈉焰法來(lái)表征截留效率。


顆粒截留度(液體中)


關(guān)于用作過(guò)濾液體的過(guò)濾介質(zhì),一般認為>98%的標準顆粒截留效率足以保證次級過(guò)濾的 效果。深度過(guò)濾器的顆粒截留度是通過(guò)被截留的顆粒大小(μm)來(lái)進(jìn)行衡量的,即最初加載于過(guò)濾介質(zhì)或濾器上的具有一定尺度(μm)的顆粒物被截留了 98%以上,就定義該過(guò)濾介質(zhì) 或濾器的顆粒截留度為多少微米(μm),顆粒截留度=被過(guò)濾的標準顆粒的大小。


孔徑大?。V膜)


孔徑評價(jià)對所有濾膜都有重要意義,徑跡蝕刻膜 Nuclepore、Cyclepore 和氧化鋁膜 (Anopore 或 AAO) 的孔徑大小(μm)是利用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀(guān)察測量而來(lái),稱(chēng)為 “真實(shí)孔徑";其他大多數的微孔濾膜的孔徑大小(μm)是通過(guò)泡點(diǎn)法(BubblePoint)來(lái)測定, 后者的孔徑具有特定的分布規律,因此稱(chēng)為“當量孔徑",即一種間接測量后換算出的孔徑。標稱(chēng)孔徑(Nominal Pore Size)有的以真實(shí)孔徑來(lái)表征,有的以當量孔徑來(lái)表征, 由于這兩種濾膜的過(guò)濾機理差異較大,使用者必須要辨別濾膜的孔徑類(lèi)型,真實(shí)孔徑的結構 一般是上下貫通的柱狀孔,而當量孔徑結構一般是三維無(wú)規則縫隙、網(wǎng)狀或層疊的形態(tài)。


微孔濾膜(Membrane Filter)


微孔濾膜材質(zhì)通常是高分子聚合物制成的具有一定孔徑分布的過(guò)濾膜,它不同于深度過(guò) 濾介質(zhì)(棉纖維素和玻璃微纖維濾紙),微孔濾膜的厚度較薄,傾向于表面過(guò)濾,材質(zhì) 不局限于聚合物。微孔濾膜中的徑跡蝕刻膜和氧化鋁膜是一類(lèi)具有真實(shí)孔徑且精確分布的濾 膜,真實(shí)孔徑最大可至 12μm,最小可至 20nm 和 15nm。微孔濾膜常用于亞微米顆粒、微生 物體、病毒等收集,其中真實(shí)孔徑的表面過(guò)濾膜具有更高的回收率。


微孔濾膜的分類(lèi)及其應用


微孔濾膜根據要過(guò)濾的目標特性不一樣,可選用不同材質(zhì)和不同規格的濾膜,大體上分為:混合纖維素膜,尼龍膜,PTFE膜,PVDF 膜,硝酸纖維素酯膜,醋酸纖維素酯膜,玻璃纖維 膜,聚醚砜膜,聚丙烯膜,聚碳酸酯膜和無(wú)機膜。

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溫度的影響


對于大多數應用,在室溫下過(guò)濾溶液沒(méi)有問(wèn)題。通常增加溶液的溫度會(huì )增加流速。例如,將 細胞培養基的溫度從 4℃增加至 37℃會(huì )使流速加倍。這最可能是由于培養基粘度的下降。但 是,在一些情況下,較低溫度下過(guò)濾會(huì )增加總通量,對血清等含蛋白質(zhì)和脂肪的溶液尤其如 此。


壓差的影響


對于真空過(guò)濾,建議采用 400mm Hg(7.73 psig)的壓差(真空)。再增加壓差只會(huì )使流速提 高一點(diǎn),但是可能導致過(guò)量泡沫的形成,因為濾出液中的氣體會(huì )從溶液中逸出產(chǎn)生氣泡。在 過(guò)濾加入碳酸氫鹽緩沖液的細胞培養基時(shí)這個(gè)問(wèn)題尤其突出。在較高的壓差下,培養基中溶 解的二氧化碳將很快逸出,導致 pH 值上升,如果培養基中含有血清蛋白則形成過(guò)量的泡沫。

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