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潔特產(chǎn)品▏過濾分離基礎(chǔ)常識和名詞釋義
點(diǎn)擊次數(shù):1606 更新時(shí)間:2024-07-15

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潔特產(chǎn)品▏過濾分離基礎(chǔ)常識和名詞釋義

正確地選擇一種功能恰當(dāng)?shù)倪^濾介質(zhì)或過濾器,不僅確保樣品前處理工藝的完善性,有利于獲得準(zhǔn)確可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更有利于加速研發(fā)過程、創(chuàng)造效益和節(jié)約成本。面對如此眾多的 過濾介質(zhì)和過濾器,如何讓實(shí)驗(yàn)者從“一開始就是正確的"而避免人力物力的浪費(fèi)。


化學(xué)兼容性(Chemical Compatibility)


在某些溶液或溶劑環(huán)境下,過濾介質(zhì)與過濾器外殼的物理化學(xué)完整性不會受到破壞的能 力,即化學(xué)兼容性。當(dāng)化學(xué)兼容性不佳時(shí),過濾介質(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(xiàn)軟化、脆化、變性、溶脹等現(xiàn)象。另外, 與溶劑或溶液的接觸時(shí)間長短、溫度、濃度和壓力等因素都可能影響到兼容性。


親水性(Hydrophilic)


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

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疏水性(Hydrophobic)


過濾介質(zhì)如果憎水,適合過濾有機(jī)溶劑或作通風(fēng)和氣體過濾,這樣水氣不能透過,通常使用 當(dāng)量孔徑為 1~5um 或更小孔徑的聚四氟乙烯濾膜(TE 或 ePTFE)過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,特別是被過濾的固體/液體的性質(zhì)和過濾介質(zhì)的化 學(xué)兼容性。為比較各種過濾介質(zhì)的性能,要求設(shè)定好標(biāo)準(zhǔn)化條件,那么在對過濾介質(zhì)的濾 速評價(jià)時(shí)不受顆粒物的附加影響。


負(fù)載量(Loading Capacity)


它指是過濾介質(zhì)不斷被加載顆粒物而維持可觀的過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(xì)小和比表面積更 大而表現(xiàn)出更高的負(fù)載量,而濾膜受厚度和比表面積的限值,其負(fù)載量較低一些?!岸氯麎?命"用于表征負(fù)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 與兩種條件下過濾機(jī)制不同有關(guān)。通常用對標(biāo)準(zhǔn)顆粒物的穿透率(%)或截留率(%)來表征空氣 濾器的過濾效率。美國采用 0.3μm 的鄰苯二甲酸二辛酯氣溶膠(DOP)檢測空氣過濾介質(zhì)或?yàn)V器是普遍的方法,歐洲基于鈉焰法采用 0.3-0.5μm 氯化鈉顆粒來檢測過濾效率,我國綜 合采用了油霧法和鈉焰法來表征截留效率。


顆粒截留度(液體中)


關(guān)于用作過濾液體的過濾介質(zhì),一般認(rèn)為>98%的標(biāo)準(zhǔn)顆粒截留效率足以保證次級過濾的 效果。深度過濾器的顆粒截留度是通過被截留的顆粒大小(μm)來進(jìn)行衡量的,即最初加載于過濾介質(zhì)或?yàn)V器上的具有一定尺度(μm)的顆粒物被截留了 98%以上,就定義該過濾介質(zhì) 或?yàn)V器的顆粒截留度為多少微米(μm),顆粒截留度=被過濾的標(biāo)準(zhǔn)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察測量而來,稱為 “真實(shí)孔徑";其他大多數(shù)的微孔濾膜的孔徑大小(μm)是通過泡點(diǎn)法(BubblePoint)來測定, 后者的孔徑具有特定的分布規(guī)律,因此稱為“當(dāng)量孔徑",即一種間接測量后換算出的孔徑。標(biāo)稱孔徑(Nominal Pore Size)有的以真實(shí)孔徑來表征,有的以當(dāng)量孔徑來表征, 由于這兩種濾膜的過濾機(jī)理差異較大,使用者必須要辨別濾膜的孔徑類型,真實(shí)孔徑的結(jié)構(gòu) 一般是上下貫通的柱狀孔,而當(dāng)量孔徑結(jié)構(gòu)一般是三維無規(guī)則縫隙、網(wǎng)狀或?qū)盈B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濾膜,它不同于深度過 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)孔徑的表面過濾膜具有更高的回收率。


微孔濾膜的分類及其應(yīng)用


微孔濾膜根據(jù)要過濾的目標(biāo)特性不一樣,可選用不同材質(zhì)和不同規(guī)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,聚碳酸酯膜和無機(jī)膜。

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溫度的影響


對于大多數(shù)應(yīng)用,在室溫下過濾溶液沒有問題。通常增加溶液的溫度會增加流速。例如,將 細(xì)胞培養(yǎng)基的溫度從 4℃增加至 37℃會使流速加倍。這最可能是由于培養(yǎng)基粘度的下降。但 是,在一些情況下,較低溫度下過濾會增加總通量,對血清等含蛋白質(zhì)和脂肪的溶液尤其如 此。


壓差的影響


對于真空過濾,建議采用 400mm Hg(7.73 psig)的壓差(真空)。再增加壓差只會使流速提 高一點(diǎn),但是可能導(dǎo)致過量泡沫的形成,因?yàn)闉V出液中的氣體會從溶液中逸出產(chǎn)生氣泡。在 過濾加入碳酸氫鹽緩沖液的細(xì)胞培養(yǎng)基時(shí)這個(gè)問題尤其突出。在較高的壓差下,培養(yǎng)基中溶 解的二氧化碳將很快逸出,導(dǎo)致 pH 值上升,如果培養(yǎng)基中含有血清蛋白則形成過量的泡沫。

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