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如何選擇微孔濾膜和過濾器
  • 發(fā)布日期:2018-09-07      瀏覽次數(shù):4768
    •     過濾的重要性

        過濾可以保護(hù)色譜系統(tǒng)和色譜柱,延長柱子的使用壽命,改善數(shù)據(jù)的度。過濾可以消除由于摩擦產(chǎn)生顆粒而引起的壓力波動和無規(guī)律的雜質(zhì)引起的基線波動??梢韵捎跉馀荽嬖趯z測系統(tǒng)的干擾。因此通常采用微孔濾膜(Membrane)來過濾流動相,使用針頭濾器(Filter)來過濾樣品。

        濾膜的相關(guān)參數(shù)及常識

        1.孔徑

        孔徑等級是指通過在十分嚴(yán)格的測試條件下100% 截留下某種特定尺寸的挑戰(zhàn)菌來區(qū)分孔徑。必須指明的條件里有:測試有機(jī)體(或分子)尺寸及濃度,測試壓力和檢測法。

        2. 空氣通量

        為測量空氣通過濾器之一種方法。即在不同的壓力、不同的孔率和不同濾器面積情況下,空氣所流過的流量。

        3. 氣泡點(diǎn)

        在微孔濾膜行業(yè)中,使用特定液體浸濕濾膜,并在特定溫度下,所須排擠出濾膜孔中液體的小壓力之稱。

        4. 過濾器功效

        過濾器在其特定壓力下,以其過濾總量和阻礙微粒大小定義其過濾功效。一般來說,阻礙程度及壓力越低時,過濾器的功效越大。

        5. 濾材壽命

        在特定操作條件下,過濾器的長使用時間。它取決于許多因素,例如過濾液的性質(zhì),操作溫度,過濾材質(zhì)的選擇等。

        6. 親/疏水性

        Hydrophilicity 的定義為親水性,親水性的濾膜通常有一層特殊化學(xué)層使得濾膜可以被水浸潤; 疏水性Hydro phobicity 是對水的斥力的一個參考。疏水性濾膜很少*不吸水。在觀察上可目視小水液滴停留在濾膜的表面而不會被表面吸附而擴(kuò)散成水面。疏水性的大小取決于濾材的孔徑和濾膜原料的特性。

        7. 流率和流量

        流率是在特定溫度及壓力下單位時間內(nèi)過濾液通過濾膜的總量。流率與濾膜表面性質(zhì)有密切關(guān)系。流率和流量是濾材和設(shè)計(jì)性能的二個重要參數(shù)。這種性能取決于以下幾個方面:

        (1)粘度:粘度決定了液體流動的難易。液體的粘度越高(在一定的溫度和壓力條件下)流率越低。而要達(dá)到相同流率時所需的壓力越高。

        (2)壓力差:過濾中進(jìn)口與出口的壓力差,當(dāng)濾器的滿負(fù)荷時,過濾壓力差增大。

        (3)孔率:是指濾膜上所有孔的體積占全部濾膜體積的比例。通常濾膜有50-90% 孔面積,流率與膜的孔率有直接的關(guān)系。

        因此選擇濾膜要考慮以下幾個因素

        1.濾膜的材質(zhì)(化學(xué)兼容性):

        選擇濾膜時,首先要考慮化學(xué)相容性。濾器是否耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。具體參見如下濾膜化學(xué)相容性表。

                    濾膜

      化學(xué)品名

      聚偏氟乙烯

      聚四氟乙烯

      尼龍

      聚醚砜

               濾膜

      化學(xué)品名

      混合纖維素酯

       醇類

      戊醇

      R

      R

      R

      R

      酸類

      醋酸(25%)

      R

      苯甲醇100%

      R

      R

      R

      R

      鹽酸(1%)

      R

      丁醇

      R

      R

      R

      R

      磷酸(20%)

      LR

      乙醇

      R

      R

      R

      R

      HF

      R

      異丙醇

      R

      R

      R

      R

      硫酸(1%)

      R

      甲醇

      R

      R

      LR

      R

      冰醋酸

      LR

      醇類

      yi醚

      LR

      R

      R

      R

      硝酸(1%)

      R

      異丙醚

      R

      R

      丙酸(10%)

      R

      二惡烷

      R

      R

      R

      丙酸(>30%)

      NR

      四氫funan

      LR

      LR

      R

      NR

      鉻酸(濃)

      NR

      芳烴

      NR

      LR

      LR

      LR

      堿類

      氫氧化銨(6N)

      R

      甲苯

      NR

      LR

      NR

      LR

      氫氧化鉀(6N)

      NR

      二甲苯

      NR

      LR

      LR

      LR

      氫氧化鈉(6N)

      NR

      乙二醇類

      亞乙基二醇

      R

      R

      R

      R

      酯類

      醋酸乙酯

      NR

      甘油

      R

      R

      R

      R

      醋酸丁酯

      NR

      丙二醇

      R

      R

      R

      R

      醚類

      yi醚

      R

      鹵烴

      四氯化碳

      LR

      LR

      LR

      LR

      二氧六環(huán)

      NR

      三氯甲烷

      LR

      LR

      LR

      NR

      四氫funan

      NR

      二氯化乙烯

      LR

      LR

      LR

      NR

      二口惡烷

      NR

      氟利昂TF

      LR

      R

      R

      R

      烴類

      R

      氟利昂TMC

      LR

      LR

      LR

      NR

      甲苯

      R

      二氯甲烷

      LR

      LR

      LR

      NR

      二甲苯

      R

      全氯乙烯

      LR

      LR

      LR

      己烷

      R

      三氯乙烯

      LR

      NR

      LR

      LR

      戊烷

      R

      冰醋酸

      R

      R

      NR

      R

      石油醚

      R

      鹽酸(濃)

      R

      R

      NR

      LR

      鹵代烴

      四氯化碳

      R

      鹽酸6N

      R

      R

      NR

      lv仿

      R

      硝酸(濃)

      R

      R

      NR

      NR

      三氯乙烯

      LR

      硝酸6N

      R

      R

      NR

      二氯乙烯

      LR

      磷酸(濃)

      R

      R

      NR

      氯甲烷

      NR

      硫酸(濃)

      R

      R

      NR

      NR

      氟利昂TF

      NR

      脂類

      醋酸戊酯

      R

      R

      LR

      氟利昂TMC

      NR

      醋酸丁酯

      R

      R

      LR

      醇類

      甘油

      R

      醋酸纖酯

      R

      R

      R

      苯甲醇(4%)

      R

      醋酸乙酯

      LR

      R

      LR

      LR

      正丁醇

      R

      醋酸甲酯

      R

      R

      LR

      NR

      異丁醇

      R

      醋酸異丙酯

      R

      R

      R

      戊醇

      LR

      氫氧化銨3N

      NR

      R

      R

      R

      乙醇(40%)

      LR

      氫氧化銨6N

      NR

      R

      R

      R

      乙醇

      NR

      氫氧化鉀3N

      NR

      R

      R

      R

      正丙醇

      LR

      氫氧化鈉3N

      NR

      R

      R

      R

      異丙醇

      LR

      氫氧化鈉6N

      NR

      R

      R

      R

      甲醇

      NR

      油類

      棉籽油

      R

      R

      R

      酮類

      丙酮

      NR

      潤滑油

      R

      R

      R

      NR

      丁酮

      NR

      花生油

      R

      R

      R

      環(huán)己酮

      NR

      芝麻油

      R

      R

      R

      NR

      甲基丙酮

      NR

      丙酮

      NR

      R

      R

      NR

      其他

      甲醛(37%)

      LR

      環(huán)己酮

      LR

      R

      NR

      聚乙二醇

      LR

      甲基yi基酮

      NR

      R

      LR

      二甲基甲酰胺

       

      甲基異丁基酮

      LR

      R

      LR

      NR

      二甲基亞砜

      NR

      其他

      丙胺

      LR

      R

      LR

      NR

      吡啶

      NR

      二甲基甲酰胺

      NR

      R

      R

      NR

      苯酚

      NR

      甲醛37%

      R

      R

      R

      R

      動植物油

      R

      甲醛4%

      R

      LR

      R

      R

      光刻膠(+,-)

      NR

      汽油

      LR

      LR

      LR

      R

      己烷(無水)

      R

      LR

      LR

      煤油

      R

      R

      R

      苯酚

      R

      R

      R

      NR

      吡啶

      LR

      R

      LR

      NR

      松節(jié)油

      LR

      R

      R

      R

      R

      R

      R

      乙腈

      LR

      R

      LR

      R

      硫酸鎳溶液

      R

      R

      R

       

        注:

        (1) R(Resistant)表示能耐受此化學(xué)試劑

        (2) LR(Limited Resistance)表示能有限耐受此化學(xué)試劑

        (3) NR(Not Resistant)表示不能耐受此化學(xué)試劑

        2.濾膜的孔徑

        對于使用3um或更大粒徑填料的色譜柱系統(tǒng),可采用0.45um的針頭濾器或?yàn)V膜;對于使小于3um填料的色譜系統(tǒng),或涉及微生物生長的色譜系統(tǒng),推薦使用0.2um的濾膜。對于難處理的混濁溶液,可以使用1-5um的濾膜進(jìn)行預(yù)過濾,然后再用相應(yīng)的濾膜進(jìn)行續(xù)濾。

        3.樣品的特性

        (1)親水性樣品:選用親水膜片。對水有親和力,適合過濾水為基質(zhì)的溶液。

        可用的濾膜有:混合纖維素膜,聚醚砜(PEsM),NylonM等。

        (2)強(qiáng)腐蝕性有機(jī)溶劑:一般采用疏水性膜。如PTFEM,聚丙烯(PPM)等材質(zhì)的濾膜

        (3)蛋白溶液:選擇低蛋白吸附的濾膜,如PVDF濾膜。

        (4)離子色譜:通常認(rèn)為PEs濾膜比較適合低無機(jī)離子的溶液的過濾。

        4.選擇針頭濾器時

        除了考慮上述因素外,還要考慮樣品的體積(即選擇什么規(guī)格的針頭式濾器):通常樣品量小于2ml時,選用4mm直徑的微型慮頭。樣品量在2-10ml之間,選用13mm直徑的慮頭,當(dāng)樣品量大于10ml時,選用25mm直徑的慮頭。

        幾種常用濾膜的特性

        1. 尼龍膜(Nylon)

        特點(diǎn): 耐溫性能良好,可耐121℃飽和蒸汽熱壓消毒30min,高工作溫度60℃,化學(xué)穩(wěn)定良好,能耐受稀酸、稀堿、醇類、酯類、油類、碳?xì)浠衔?、鹵代烴及有機(jī)氧化物等多種有機(jī)和無機(jī)化合物。

        用途:電子、微電子、半導(dǎo)體工業(yè)水過濾、組織培養(yǎng)基過濾。藥液過濾、飲料過濾、高純化學(xué)制品過濾。 水溶液和有機(jī)流動相的過濾的過濾。

        2.聚偏氟乙烯膜(PVDF)

        特點(diǎn):膜機(jī)械強(qiáng)度高、抗張強(qiáng)度高,具有良好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性,蛋白吸附率低;具有較強(qiáng)的負(fù)靜電性及疏水性;具有疏水和親水兩種形式。但不能耐受丙酮,DMSO,THF,DMF,二氯甲烷,lv仿等。

        用途:疏水性聚偏氟乙烯膜主要應(yīng)用于氣體及蒸汽過濾、高溫液體的過濾;

        親水性聚偏氟乙烯膜主要應(yīng)用于組織培養(yǎng)基、添加劑等除菌過濾溶劑和化學(xué)原料的凈化過濾,試劑的無菌處理,高溫液體的過濾等。

        3.混合纖維素酯(MCE)

        特點(diǎn):孔徑比較均勻,孔隙率高,無介質(zhì)脫落,質(zhì)地薄,阻力小,濾速快,吸附極小,使用價格成本低,但不耐有機(jī)溶液和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液。

        用途:醫(yī)藥工業(yè)需熱壓滅菌的水針劑,大輸液濾除微粒。

        對熱敏性藥物(胰島素ATP、輔酶A等生化制劑)的除菌,用0.45微米的濾膜(或0.2)

        溶液中微粒及油類不溶物的分析測定,及水質(zhì)污染指數(shù)測定。

        應(yīng)用于體細(xì)胞雜交和線?;パa(bǔ)預(yù)測優(yōu)勢研究等科研部門。

        4.聚丙烯(PPM)

        特點(diǎn): 無任何粘接劑,化學(xué)性能穩(wěn)定,柔韌,不易破損,耐高溫,能經(jīng)受高壓滅菌。 毒無味,耐酸堿。

        用途: 適用于制作各種粗、精濾器,折疊式濾芯。

        適用于飲料、醫(yī)藥等行業(yè)的板框壓濾機(jī)濾膜。

        適用于反滲透膜,超濾膜的支撐及預(yù)處理。

        聚丙烯膜無毒性,可在醫(yī)藥、化工、食品、飲料等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用;具疏水性,對氣體過濾尤佳。

        5.聚醚砜(PES)

        特點(diǎn):醚砜材質(zhì)的微孔濾膜,屬于親水性濾膜,具有高流率、低溶出物、良好的強(qiáng)度的特點(diǎn),不吸附蛋白和提取物,對樣品五污染。

        用途:低蛋白質(zhì)吸附及高藥物相容性,專為生化、檢驗(yàn)、制藥以及除菌過濾裝置而設(shè)計(jì)。

        6.聚四氟乙烯(PTFE)

        特點(diǎn):廣泛的化學(xué)兼容性,能耐受DMSO,THF,DMF,二氯甲烷,lv仿等強(qiáng)溶劑。

        應(yīng)用:所有有機(jī)溶液的過濾,特別是其它濾膜不能耐受的強(qiáng)溶劑的過濾。

        濾膜快速選擇表

       

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