膜分離過(guò)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(guò)性相,，可使兩相的某一種或多種組分透過(guò)膜，截留其他組分,，從而實(shí)現(xiàn)不同組分之間的分離,，達(dá)到分離、濃縮和純化的目的,，它主要利用流體壓力差為推動(dòng)力的篩分分離過(guò)程,。微孔過(guò)濾、反滲透,、納濾,、超濾均屬于壓力驅(qū)動(dòng)型膜分離技術(shù),。

微孔分離過(guò)程是在流體壓力差的作用下，利用膜對(duì)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,，而使模孔不能截留的粒子或小分子溶質(zhì)透過(guò)膜,。

微孔濾膜操作有死端過(guò)濾（垂直流過(guò)濾）和錯(cuò)流過(guò)濾（切線流過(guò)濾）,。死端過(guò)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(guò)濾流動(dòng)相和一次性注射式的過(guò)濾膜就是死端過(guò)濾,。見(jiàn)下圖。

微孔濾過(guò)濾原理

微孔濾膜的過(guò)濾機(jī)理主要為截留作用,。截留作用可以分為以下幾種：機(jī)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(jī)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?yàn)榧軜蜃饔靡餐瑯涌杀唤亓簟?/span>

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(jiàn),，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(shí)較孔徑大小顯得更為重要,。

微孔過(guò)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(jī)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(shí)現(xiàn)分離,。

微孔過(guò)濾的過(guò)程一般有三個(gè)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(jìn)入?？?，其中一些粒子由于各種力的作用被吸附在膜孔內(nèi)，減少了膜孔的有效直徑,；

2,、過(guò)濾中期：微粒在膜表面開(kāi)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(kāi)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(guò)上述的3個(gè)過(guò)程,，就能理解在溶出過(guò)程中濾膜吸附能達(dá)到飽和,，隨著過(guò)濾次數(shù)的增加越來(lái)越難過(guò)濾。 

微孔濾膜的種類(lèi)和用途

1,、尺寸

常用的針式過(guò)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(shí)，選用4mm直徑的針頭式濾器,；樣品量在1-10mL時(shí),，選用13mm直徑的針頭式濾器；樣品量在10-100mL時(shí),，選用25mm直徑的針頭式濾器,；樣品量在10-200mL時(shí)，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(dòng)相中極細(xì)顆粒的要求;可以達(dá)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(duì)試劑,、超純,。水,、質(zhì)譜分析溶劑的樣品等過(guò)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(xì)菌微生物，適用于常規(guī)樣品,、流動(dòng)相過(guò)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(duì)樣品喲求相對(duì)較低的分析檢測(cè),，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(cè)的口服固體制劑溶出檢測(cè),。

過(guò)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(guò)濾再用相應(yīng)濾膜進(jìn)行過(guò)濾。

3,、種類(lèi)微孔過(guò)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(guò)濾膜（PP濾膜）,。

對(duì)蛋白吸附比較低、親水性好,，較強(qiáng)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(guò)濾,；液體除菌,、微粒過(guò)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(duì)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(guò)濾,，適用于醫(yī)藥行業(yè)生物和血清的過(guò)濾、大輸液抗菌素等終端過(guò)濾,、食品行業(yè)飲料,、酒等終端過(guò)濾、超純水終端過(guò)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(zhǎng)期使用,，低蛋白吸附,。可在室溫下耐各種強(qiáng)酸堿即溶劑的腐蝕,?？捎糜谝话闵飿悠愤^(guò)兩次，以及高蛋白回收率的樣品過(guò)濾,?？扇苡贒MAC、NMP等強(qiáng)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(jī)溶液和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液,。具有良好的機(jī)械強(qiáng)度,、熱穩(wěn)定強(qiáng)、吸附低等特點(diǎn),。適用于實(shí)驗(yàn)室,、小生產(chǎn)工藝中除菌、除微粒的過(guò)濾,；培養(yǎng)基,、培養(yǎng)液的除菌過(guò)濾等

有機(jī)系(過(guò)濾水系需要預(yù)先浸潤(rùn)(乙醇))

疏水聚四氟乙烯PTFE

可過(guò)濾幾乎所有的有機(jī)溶劑、機(jī)械強(qiáng)度高,、能耐高溫液體,、過(guò)濾空氣和顆粒雜質(zhì)。除非預(yù)先浸潤(rùn),，否則過(guò)濾水溶液由于張力阻礙將難以推進(jìn)過(guò)濾樣品,。

水系有機(jī)通用(耐有機(jī)、過(guò)濾水系不需要預(yù)先浸潤(rùn))

尼龍

用于堿性溶液和有機(jī)溶劑過(guò)濾；尼龍膜具有非常好的機(jī)械強(qiáng)度,，吸附性強(qiáng),，能耐受大多數(shù)有機(jī)溶劑和多數(shù)堿性溶液，特別適合于堿性溶液的過(guò)濾,。用于有機(jī)溶劑過(guò)濾,，如HPLC流動(dòng)相除顆粒過(guò)濾時(shí)，尼龍膜比PTFE膜更經(jīng)濟(jì)實(shí)用,。由于尼龍膜的吸附性能相對(duì)較高,，一般不推薦用于培養(yǎng)基過(guò)濾、或蛋白液等生物樣品的過(guò)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(guò)濾水系樣品,，還兼容大多數(shù)有機(jī)溶劑，但不能用于酸溶液和鹵烴,、芳烴等溶液的過(guò)濾,。

親水PTFE

萬(wàn)能膜，機(jī)械強(qiáng)度高,，能承受高溫液體,，能耐高溫液體、過(guò)濾空氣和顆粒雜質(zhì),。兼容一切酸堿溶液,，嚴(yán)苛實(shí)驗(yàn)室。

注意事項(xiàng)   

1,、膜不分反正,，但最好光滑面向上，粗糟一面向下過(guò)濾效果會(huì)好,。

2,、在藥品分析溶出實(shí)驗(yàn)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(guò)濾介質(zhì)的種類(lèi)、離子強(qiáng)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(guò)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(xiàn)報(bào)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(shí)驗(yàn)中,，需要關(guān)注濾膜過(guò)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(shí)驗(yàn)中起著很重要的作用,。微孔濾膜的種類(lèi)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(shí)進(jìn)行考察,，證明濾膜對(duì)結(jié)果無(wú)影響