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濾膜的種類濾膜的用途濾膜的原理
閱讀：339 發(fā)布時間：2024-11-26膜分離過程是利用薄膜分離混合物的一種方法,。薄膜作為兩相之間的選擇通過性相，可使兩相的某一種或多種組分透過膜,，截留其他組分,，從而實現(xiàn)不同組分之間的分離，達到分離,、濃縮和純化的目的,，它主要利用流體壓力差為推動力的篩分分離過程。微孔過濾,、反滲透,、納濾、超濾均屬于壓力驅(qū)動型膜分離技術(shù),。
微孔分離過程是在流體壓力差的作用下,，利用膜對被分離組分的尺寸選擇性,，將膜孔能截留的微粒及大分子溶質(zhì)截留，而使?？撞荒芙亓舻牧Ｗ踊蛐》肿尤苜|(zhì)透過膜,。
微孔濾膜操作有死端過濾（垂直流過濾）和錯流過濾（切線流過濾）。死端過濾主要用于固體含量較小的流體和一般處理規(guī)模,，膜大多數(shù)被制成一次性的,。分析常用的過濾流動相和一次性注射式的過濾膜就是死端過濾。見下圖,。
微孔濾過濾原理
微孔濾膜的過濾機理主要為截留作用,。截留作用可以分為以下幾種：機械截留、吸附截留,、架橋截留,、在膜內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)中截留。
1,、機械截留：即篩分作用,。指膜具有截留比其孔徑大或其孔徑相當(dāng)?shù)奈⒘５入s質(zhì)的作用。
2,、物理作用或吸附截留作用：除了考慮篩分作用,，還要考慮其他因素的影響，其中包括吸附和電性能的影響,。
3,、架橋作用：在孔的入口處，微粒因為架橋作用也同樣可被截留,。
4,、網(wǎng)絡(luò)型膜的網(wǎng)絡(luò)截留作用。這種截留是將微粒截留在膜的內(nèi)部,，而不是膜的表面,。
從上可見，篩分作用很重要,，微粒等雜質(zhì)與孔壁之間的相互作用有時較孔徑大小顯得更為重要,。
微孔過濾主要應(yīng)用于分離大分子、膠體粒子,、蛋白質(zhì)以及其他微粒,，他們的分離機理是根據(jù)分子或微粒的物理化學(xué)性能、所使用的膜的物理化學(xué)性能和他們之間的相互作用（如大小,、形狀,、電性能）不同而實現(xiàn)分離。
微孔過濾的過程一般有三個階段：
1,、初始階段：比膜孔徑大的粒子被截留在膜的表面,，比膜小的粒子進入?？祝渲幸恍┝Ｗ佑捎诟鞣N力的作用被吸附在膜孔內(nèi),，減少了膜孔的有效直徑,；
2、過濾中期：微粒在膜表面開始形成濾餅層,，膜孔內(nèi)部吸附逐漸趨向于飽和,；
3、后期階段：隨著更多微粒在膜表面被截留,，膜孔內(nèi)部吸附也趨于飽和,，微粒開始堵塞膜孔，最終使膜通量趨于穩(wěn)定繼而不斷的下降,。
通過上述的3個過程,，就能理解在溶出過程中濾膜吸附能達到飽和，隨著過濾次數(shù)的增加越來越難過濾,。
微孔濾膜的種類和用途
1,、尺寸
常用的針式過濾器有4mm、13mm,、25mm,、33mm規(guī)格，針頭式濾器規(guī)格的選擇通常是與樣品的體積有關(guān)：通常樣品量小于1mL時,，選用4mm直徑的針頭式濾器,；樣品量在1-10mL時，選用13mm直徑的針頭式濾器,；樣品量在10-100mL時,，選用25mm直徑的針頭式濾器；樣品量在10-200mL時,，選用33mm直徑的針頭式濾器,。
2、孔徑
常用的孔徑有0.22μm,，0.45μm,，0.8μm,，1.0μm
能去除樣品,、流動相中極細顆粒的要求;可以達到GMP或者藥典規(guī)定的除菌99.99%的要求。適用于要求高較高的溶劑,、樣品的處理,，如色譜用離子對試劑、超純,。水,、質(zhì)譜分析溶劑的樣品等過濾,。用于小于3μm、 3μm或更大填料色色譜系統(tǒng),。
濾除大多數(shù)細菌微生物,，適用于常規(guī)樣品、流動相過濾,，能夠滿足一般色譜要求
去除大多數(shù)不溶性微粒,，適用于紫外等對樣品喲求相對較低的分析檢測，效率較0.45μm濾膜高,，尤其適用于難溶性輔料多,、混懸劑和粘合劑用量多、且使用紫外檢測的口服固體制劑溶出檢測,。
過濾較大顆粒的雜質(zhì)或者用于難以處理的渾濁溶液的預(yù)處理可先以1-5μm濾膜過濾再用相應(yīng)濾膜進行過濾,。
3、種類微孔過濾器濾膜主要有：醋酸纖維素膜,、混合纖維素酯微孔濾膜,，尼龍濾膜，聚四氟乙烯濾膜,，聚偏氟乙烯膜（PVDF）,，聚醚砜濾膜，聚丙烯過濾膜（PP濾膜）,。
對蛋白吸附比較低,、親水性好，較強的化學(xué)兼容性,；pH3-7,；適用于抗菌素、球蛋白,、疫苗血清及組織培養(yǎng)基等過濾,；液體除菌、微粒過濾等水基樣品,。
聚醚砜(PES)
親水性膜,，通量大，既有良好的吞吐量,；對蛋白吸附力低,，提高蛋白回收率應(yīng)用；耐老化,、抗蠕變性好,，耐化學(xué)試劑性能好，可用于高溫液體過濾,，適用于醫(yī)藥行業(yè)生物和血清的過濾,、大輸液抗菌素等終端過濾,、食品行業(yè)飲料、酒等終端過濾,、超純水終端過濾等,。
聚偏二氟乙烯(PVDF)
親水系抗老化、耐溶劑性能優(yōu)異,，可在-40℃~150℃下長期使用,，低蛋白吸附?？稍谑覝叵履透鞣N強酸堿即溶劑的腐蝕,。可用于一般生物樣品過兩次,，以及高蛋白回收率的樣品過濾,。可溶于DMAC,、NMP等強極性溶劑,。
混合纖維素膜(MAC)
孔隙率高，截留效果好,；親水性好,，水通量大；不耐有機溶液和強酸,、強堿溶液,。具有良好的機械強度、熱穩(wěn)定強,、吸附低等特點,。適用于實驗室、小生產(chǎn)工藝中除菌,、除微粒的過濾,；培養(yǎng)基、培養(yǎng)液的除菌過濾等
有機系(過濾水系需要預(yù)先浸潤(乙醇))
疏水聚四氟乙烯PTFE
可過濾幾乎所有的有機溶劑,、機械強度高,、能耐高溫液體、過濾空氣和顆粒雜質(zhì),。除非預(yù)先浸潤,，否則過濾水溶液由于張力阻礙將難以推進過濾樣品。
水系有機通用(耐有機,、過濾水系不需要預(yù)先浸潤)
尼龍
用于堿性溶液和有機溶劑過濾,；尼龍膜具有非常好的機械強度，吸附性強,，能耐受大多數(shù)有機溶劑和多數(shù)堿性溶液,，特別適合于堿性溶液的過濾。用于有機溶劑過濾,，如HPLC流動相除顆粒過濾時,，尼龍膜比PTFE膜更經(jīng)濟實用。由于尼龍膜的吸附性能相對較高,，一般不推薦用于培養(yǎng)基過濾,、或蛋白液等生物樣品的過濾，以免因吸附而損失樣品,。在這種情況下,，通常采用低吸附的醋酸纖維素膜(CA)更為適用。不僅可以過濾水系樣品,，還兼容大多數(shù)有機溶劑,，但不能用于酸溶液和鹵烴、芳烴等溶液的過濾,。
親水PTFE
萬能膜,，機械強度高，能承受高溫液體,，能耐高溫液體,、過濾空氣和顆粒雜質(zhì)。兼容一切酸堿溶液,，嚴苛實驗室,。
注意事項
1、膜不分反正,，但最好光滑面向上,，粗糟一面向下過濾效果會好。
2,、在藥品分析溶出實驗中,，濾膜吸附是使用微孔濾膜最多的弊端，影響濾膜吸附的因素有很多,，包括濾膜的直徑,、孔徑、材料,、過濾介質(zhì)的種類,、離子強度、pH值,、藥物本身的性質(zhì)等,。不同材質(zhì)的濾膜與不同被過濾化合物之間的氫鍵、范德華力、電荷吸附等相互作用力不同,，吸附的程度也不同,。也有文獻報道不同pH的緩沖鹽、不同的稀釋劑（如甲醇）可以減少或消除吸附,。
3,、在藥品分析有關(guān)物質(zhì)實驗中，需要關(guān)注濾膜過濾后是否產(chǎn)生新的雜質(zhì),。
總結(jié)
微孔濾膜在現(xiàn)在的實驗中起著很重要的作用,。微孔濾膜的種類和材質(zhì)也各有不同，根據(jù)自身樣品選擇合適的微孔濾膜,，在使用時進行考察,，證明濾膜對結(jié)果無影響