IT4IP核孔膜（徑跡蝕刻膜）原理、特點(diǎn)及應(yīng)用

一,、什么是核孔膜

核孔膜也稱徑跡蝕刻膜,，軌道蝕刻膜，是用核反應(yīng)堆中的熱中子使鈾235裂變,，裂變產(chǎn)生的碎片穿透有機(jī)高分塑料薄膜,，在裂變碎片經(jīng)過(guò)的路徑上留下一條狹窄的輻照損傷通道。這通道經(jīng)氧化后,，用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑蝕刻,，即可把薄膜上的通道變成圓柱狀微孔?？刂坪朔磻?yīng)堆的輻照條件和蝕刻條件,，就可以得到不同孔密度和孔徑的核孔膜。

核孔膜的材料為各種絕緣固體薄膜,，常用的有聚碳酸酯（PC）,，聚酯（PET），聚酰亞胺（PI）,聚偏氟乙烯（PVDF）等,，聚碳酸酯目前是使用最多的材料,，蝕刻靈敏度高，蝕刻速度大,，可制作小孔徑的核孔膜,，最小孔徑達(dá)0.01μm. 例如比利時(shí)it4ip 核孔膜的孔徑為0.01-30μm核孔膜，且具備生產(chǎn)聚酰亞胺的核孔膜的技術(shù)。德國(guó)SABEU 能夠生產(chǎn)可供醫(yī)療用的孔徑為0.08-20μm聚碳酸酯,，聚酯和PTFE材質(zhì)的核孔膜,。

核孔膜幾何形狀規(guī)則，孔徑均勻,，基本是圓柱形的直通孔,，過(guò)濾時(shí)大于孔徑的微粒被截留在濾膜表面，是電介質(zhì)薄膜,，就不存在濾膜本身對(duì)濾液的污染,，是精密過(guò)濾和篩分粒子的理想工具。核孔膜的機(jī)械強(qiáng)度高,，柔韌性好,，能忍受反復(fù)洗滌，因此可以多次重復(fù)使用,。

二,、核孔膜的基本參數(shù)

核孔膜的孔徑大小，孔長(zhǎng)（膜厚度）,，孔密度是基本參數(shù),。孔徑大小由蝕刻時(shí)間決定,，通過(guò)控制化學(xué)蝕刻時(shí)間,，可獲得特定孔徑的核孔膜。固定蝕刻過(guò)程中可獲得精確且具有狹窄孔徑分布的核孔膜,，可提供精確的過(guò)濾值,，能夠在過(guò)濾過(guò)程中高效準(zhǔn)確的排除顆粒，適合嚴(yán)格的過(guò)濾操作,，例如用于合成納米或微米物質(zhì)的模板，用于癌細(xì)胞過(guò)濾分離等,。

孔密度等于垂直照射在單位面積薄膜上的重離子數(shù)目,，控制重離子流量，可獲得特定孔密度的核孔膜,。通過(guò)調(diào)節(jié)光束,，可獲得從每平方厘米1000個(gè)孔到每平方厘米1E+09個(gè)孔的孔密度。常用孔隙度表示孔密度的大小,，孔隙度是指微孔總面積與微孔分布面積的比值,， 如果孔密度過(guò)大，重孔率會(huì)顯著增大,，會(huì)破壞孔徑的單一性,，孔隙率一般是小于10%，it4ip 可提供孔隙度40%左右的IT4IP核孔膜。

核孔膜的長(zhǎng)度或核孔膜的厚度與材料種類,、重離子核素種類和能量有關(guān),，用裂變碎片制作的核孔膜厚度等于或小于10μm，采用重離子加速器產(chǎn)生的重離子能量較高,，可制作較厚的核孔膜,。厚度大，機(jī)械強(qiáng)度較大,，液體和氣體通過(guò)核孔膜的速度也變小,。

通過(guò)選擇孔徑，孔密度和過(guò)濾膜厚度,，可生產(chǎn)具有特定水和空氣流速的核孔膜,。

除以上基本參數(shù)外，空隙排列也是核孔膜的重要參數(shù),，除垂直90度孔,，還有多角度孔，例如平行傾斜孔,，交叉正負(fù)45度,。例如用+45°/-45°孔的徑跡蝕刻膜過(guò)濾器合成3D互連納米線網(wǎng)絡(luò)的模板。

三,、核孔膜與纖維素膜的比較

實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上使用的微孔膜種類繁多,，常用的是曲孔膜，又稱化學(xué)膜或纖維素膜,，這些膜的微孔結(jié)構(gòu)不規(guī)則,，與塑料泡沫類似，實(shí)際孔徑比較分散,，而核孔膜標(biāo)稱孔徑與實(shí)際孔徑相同,，孔徑分布窄，可用于精確的過(guò)濾,。

核孔膜與纖維素膜有很大區(qū)別,，核孔膜在許多方面比纖維素膜好，主要優(yōu)點(diǎn)有：

w 截留特性好,。核孔膜的孔徑形狀規(guī)則,，大小均一，能精確截留大于孔徑的顆粒,，把大于孔徑的粒子截留在濾膜表面進(jìn)行分離,。而混合纖維素酯濾膜的孔徑在平均值周圍分散大，故截留性就差,。

w 核孔膜透明,，表面平整，光滑。這樣的膜有利于收集并借助光學(xué)顯微鏡進(jìn)行粒子分析,，對(duì)微生物觀察可直接在膜表面染色而膜本身不被染色,，有利于熒光分析。

w 過(guò)濾速度大,。核孔膜雖孔隙率低,，但厚度薄，混合纖維素酯膜雖空隙率高,，但厚度厚,，又通道彎彎曲曲，大小不勻的迷宮式的,，其過(guò)濾速度是不及核孔膜,。

w 機(jī)械強(qiáng)度高，柔性好,。 聚碳酸酯和聚酯核孔膜的抗拉強(qiáng)度大于200㎏／㎝2,，混合纖維素酯濾膜遠(yuǎn)不及核孔膜柔性好。

w 化學(xué)穩(wěn)定性好,。核孔膜可以耐酸和絕大部分有機(jī)溶劑的浸蝕,，其化學(xué)穩(wěn)定性比混合纖維素酯膜好。

w 熱穩(wěn)定性好：核孔膜可經(jīng)受140 ℃高溫,，而不影響其性能,，故可反復(fù)進(jìn)行熱壓消毒而不破裂和變形，混合纖維素膜耐120℃,。低溫對(duì)核孔膜性能也無(wú)明顯影響,。

w 生物學(xué)特性好：核孔膜即不抑菌，也不殺菌,，也不受微生物侵蝕,，借助適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基，細(xì)菌和細(xì)胞可直接生長(zhǎng)在濾膜上,，可長(zhǎng)期在潮濕條件下工作,，而混合纖維素酯不行。

w 核孔膜沒(méi)有粒子,，纖維等脫落,，不會(huì)象其它濾紙一樣污染濾液,?？芍瞥稍魉ぃㄓ糜诖髿馕廴颈O(jiān)測(cè)等）親水膜等。

w 自重輕,，重量一致性好,，吸水性低，灰份少，膜不易受潮變質(zhì),，而混合纖維素膜則易受濕變質(zhì),。

四、核孔膜的應(yīng)用

核孔膜具有精確和均勻的孔徑,，是精確保留小顆粒的理想選擇,，可應(yīng)用于過(guò)濾技術(shù)，實(shí)驗(yàn)室分析,，醫(yī)療,，制藥，化學(xué),、食品,，細(xì)胞生物學(xué)，微生物學(xué),，納米技術(shù)及汽車電子等領(lǐng)域,。

 1、氣體液體過(guò)濾

核孔膜能過(guò)濾液體和氣體中的固態(tài)物質(zhì),，如細(xì)菌,、病毒等顆粒狀的雜質(zhì)，用于空氣凈化,、超純氣體或試劑制備,，醫(yī)學(xué)過(guò)濾及消毒。例如IT4IPSABEU 核孔膜用于軍團(tuán)菌檢測(cè),。食品,、飲料、化妝品中細(xì)菌的回收,。

用于生命科學(xué)和醫(yī)療環(huán)境中的無(wú)菌排氣,，既能保護(hù)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境免受微生物的侵害，也要保護(hù)活的微生物免受外部污染,，確保無(wú)微生物通過(guò)與醫(yī)療設(shè)備的接觸進(jìn)入患者體內(nèi),，通向外部的開(kāi)口的配備無(wú)菌空氣過(guò)濾器，能夠保護(hù)環(huán)境受潛在污染,。IT4IPTRAKETCH微孔過(guò)濾膜提供了可靠的屏障,，符合 USP Class VI 的生物相容性，適合多種滅菌環(huán)境,，平坦光滑的表面還會(huì)使液體形成液滴并從膜上流出,，從而使膜保持干燥，確保無(wú)菌空氣排放,。

病人和醫(yī)療設(shè)備的保護(hù)：用于保護(hù)病人和醫(yī)療設(shè)備的一次性用品,，例如通風(fēng)口,，聽(tīng)力設(shè)備，傳感器保護(hù)器和靜脈輸液器,，IT4IPTRAKETCH 微孔過(guò)濾膜具有精確的孔適用于無(wú)菌通氣和USP 等級(jí)的毒性測(cè)試,，符合FDA 標(biāo)準(zhǔn)具有生物兼容性，具有超潔凈,、不脫落,，可提取等特點(diǎn)。

液體藥物的過(guò)濾：注射劑中不能含有大于3.5μm的固體顆粒,，核孔膜能夠保證注射劑高質(zhì)量的過(guò)濾,。核孔膜能夠防止顆粒或細(xì)菌進(jìn)入人體,，SABEU制造的無(wú)PFOA核孔膜尤沒(méi)有纖維脫落適合用于輸液和藥物輸送系統(tǒng),。

2、醫(yī)療診斷領(lǐng)域

用于宮頸癌細(xì)胞的回收,，循環(huán)細(xì)胞的分離,，用流式細(xì)胞儀，熒光顯微鏡細(xì)胞計(jì)數(shù)等,。

例如核孔膜用于薄層細(xì)胞學(xué)中的巴氏試驗(yàn),，可有效回收細(xì)胞。用于液基薄層細(xì)胞學(xué)檢查（TCT篩查）,，回收宮頸癌細(xì)胞,。It4ip 核孔膜用于眼部診斷細(xì)胞病理學(xué)，出色的細(xì)胞學(xué)制備,，無(wú)需背景染色,，只需少量液體樣本，對(duì)于眼液樣本有用,，例如眼房水,，玻璃體標(biāo)本以及角膜和結(jié)膜刮片等。

3,、生命科學(xué)

包括細(xì)胞培養(yǎng),，細(xì)胞分離檢測(cè)等。如極化動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng),，開(kāi)發(fā)細(xì)胞培養(yǎng)嵌入皿等,。也用于ICCP – 交互式細(xì)胞共培養(yǎng)板，非常適合細(xì)胞間通訊研究,、外泌體研究,、免疫學(xué)研究、再生醫(yī)學(xué)研究,、共培養(yǎng)研究和免疫染色研究,。

例如肺細(xì)胞和組織的培養(yǎng)，與海綿狀的膜不同,，IT4IPTRAKETCH 核孔膜不讓細(xì)胞進(jìn)入材料并粘附到孔里,，而是在平坦光滑的表面進(jìn)行生長(zhǎng)，不損害組織情況下,，可以方便剝離組織用于檢查或者進(jìn)一步使用,，此原理有利于移植的皮膚細(xì)胞的培養(yǎng)。IT4IPSABEU核孔膜還用于化妝品和醫(yī)藥行業(yè),，在徑跡蝕刻膜上進(jìn)行的皮膚模型實(shí)驗(yàn),。