在各道实验工序中,都需要清除待用样本中的异物、清洁样本或分馏两种类型的大分子和小分子。针对这样的要求,作为切实满足条件的步骤,存在过滤工序。过滤一般是指通过多孔介质(即过滤介质)去除液体或气体中的异物。过滤工艺在大众中较为普遍的应用是家庭的咖啡过滤器,但作为实验手段的过滤方式也有很多种。本文将为您介绍实验中使用的过滤工序类型、特点和现有产品。

实验过滤的用途和类型

 

根据过滤介质的孔径大小,实验过程中使用的过滤可大致分为:反渗透、超滤、微孔过滤和粗滤。

 

●反渗透:向被半透膜隔开的两种渗透压不同的溶液施加高于渗透压的压力时,只有水分子向渗透压较低的溶液一侧移动的现象。常用半透膜的孔径约为几纳米(nm)或更小,用于分离低分子量物质。

 

超滤:一种分离蛋白质等大分子和离子等小分子的方法,尺寸比反渗透膜大,使用膜孔径约为10nm~100nm。超滤膜的孔径由可分馏的分子量(分馏分子量)表示。

 

通常情况下,采用离心法使分子量小于超滤膜分子量的分子通过超滤膜。

 

微孔过滤:使用孔径比超滤膜大的过滤介质,孔径约为0.1µm~10µm。用于去除样本中的微粒并澄清样本。

 

粗滤:使用比微孔过滤孔径更大的过滤介质。一般来说,当存在大量细小颗粒等时,会进行预过滤,以防止微孔过滤膜堵塞。

 

过滤方法因实验目的而异,如超滤用于分子分馏和脱盐,微孔过滤用于样本澄清和培养基过滤消毒。本文将为您介绍四种过滤方法之一的微孔过滤。

 

 

 

 

 

 

 

微孔过滤

 

微孔过滤使用的过滤介质(膜)的孔径为0.1µm~10µm,以便样本可通过过滤膜。微孔过滤主要用于样本澄清,但实验系统中使用的过滤器的孔径必须选择适当,因为孔径不同,以下特性也不同。

孔径:应用

0.1µm:减少微离子体

0.2µm:过滤消毒

0.45µm:样本澄清,去除大尺寸病毒

0.8µm~5µm:去除大颗粒,预过滤

例如,HPLC分析前的样本预过滤一般使用孔径为0.45µm的针式过滤器。这可以防止HPLC色谱柱堵塞,并减少可能干扰分析的人工痕迹的影响。

此外,孔径为0.2µm的过滤器也可用与过滤消毒,因此适用于培养基的预处理。当然,使用的过滤介质也必须无菌。

 

 

 

 

 

 

 

过滤介质(过滤膜)的类型和耐药性

 

微孔过滤所用的膜,即微孔过滤膜,主要使用被称为深度滤型的过滤介质。深度滤型的过滤介质不是在平面上形成均匀的孔隙,而是类似于复杂交织的膜结构。这意味着微粒不仅被截留在膜表面,也被截留在膜内部,从而实现了较高的微粒截留能力。实验中主要使用的微孔过滤膜如下所示。

●聚醚砜(PES):机械强度高,流动性优于其他膜。广泛应用于饮料、生物技术和制药行业。

聚偏二氟乙烯(PVDF):机械强度高,耐酸碱,具有耐药性。

尼龙:不含用于亲水处理的润湿剂或表面活性剂,因此受膜渗滤液的影响较小。它还对某些有机溶剂(醚、酯)有耐性。

聚四氟乙烯(PTFE):对多种溶剂有耐药性,包括水溶液、有机溶剂、酸和碱等。

所使用的微孔过滤膜取决于所用样本溶剂的类型。PES广泛用于缓冲溶液和培养基等水溶液。此外,在过滤流动相的有机溶剂时,会使用有耐药性的PTFE。

 

 

 

 

 

用于微孔过滤的产品

 

用于样本澄清和过滤灭菌的过滤产品主要是针式过滤器。上面提到的各种膜用于过滤不同类型的溶剂。针式过滤器还可根据样本量选择过滤器尺寸,具体如下。

针式过滤器直径:样本容量

4mm:2mL以下

13mm:10mL以下

25mm:100mL以下

37mm:100mL以上

 

 

 

 

 

摘要

 

微孔过滤可用于多种用途,具体取决于所用的孔径大小。通过选择过滤介质的类型,可对多种溶剂进行过滤。

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