在實驗室里無論是無機實驗，有機實驗，還是理化試驗，過濾操作都必不可少，如何合理快速的選擇濾膜、過濾器是每一個實驗工作者都必須掌握的技能，今天小析姐就以有機實驗為例，和大家一起學一學如何選擇微孔濾膜和過濾器。
過濾的重要性
過濾可以保護色譜系統和色譜柱，延長柱子的使用壽命，改善數據的精確度。過濾可以消除由于摩擦產生顆粒而引起的壓力波動和無規律的雜質引起的基線波動。可以消除由于氣泡存在對檢測系統的干擾。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。
濾膜的相關參數及常識
1.絕對孔徑
絕對孔徑等級是指通過在十分嚴格的測試條件下100% 截留下某種特定尺寸的挑戰菌來區分孔徑。必須指明的條件里有：測試有機體(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
在微孔濾膜行業中，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最小壓力之稱。
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，過濾器的最長使用時間。它取決于許多因素，例如過濾液的性質，操作溫度，過濾材質的選擇等。
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。疏水性濾膜很少完全不吸水。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過濾液通過濾膜的總量。流率與濾膜表面性質有密切關系。流率和流量是濾材和設計性能的二個重要參數。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。而要達到相同流率時所需的壓力越高。
(2)壓力差:過濾中進口與出口的壓力差，當濾器的滿負荷時，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系。
因此選擇濾膜要考慮以下幾個因素
1.濾膜的材質(化學兼容性)：
選擇濾膜時，首先要考慮化學相容性。濾器是否耐酸、堿、有機溶劑等。具體參見如下濾膜化學相容性表。
濾膜 化學品名 | 聚偏氟乙烯 | 聚四氟乙烯 | 尼龍 | 聚醚砜 | 濾膜 化學品名 | 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 | 氫氟酸 | R | ||
異丙醇 | R | R | R | R | 硫酸（1%） | R | ||
甲醇 | R | R | LR | R | 冰醋酸 | LR | ||
醇類 | 乙醚 | 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 | ||
四氫呋喃 | LR | LR | R | NR | 鉻酸（濃） | NR | ||
芳烴 | 苯 | 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 | 乙醚 | R | |
鹵烴 | 四氯化碳 | LR | LR | LR | LR | 二氧六環 | NR | |
三氯甲烷 | LR | LR | LR | NR | 四氫呋喃 | 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 | 苯 | 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 | ||
酸 | 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 | — | 氯仿 | 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 | ||
堿 | 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 | — | 環己酮 | NR | ||
芝麻油 | R | R | R | NR | 甲基丙酮 | NR | ||
酮 | 丙酮 | NR | R | R | NR | 其他 | 甲醛（37%） | LR |
環己酮 | LR | R | — | NR | 聚乙二醇 | LR | ||
甲基乙基酮 | 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 | ||||
松節油 | LR | R | — | R | ||||
水 | R | R | R | R | ||||
乙腈 | LR | R | LR | R | ||||
硫酸鎳溶液 | R | R | R |
注：
(1) R(Resistant)表示能耐受此化學試劑
(2) LR(Limited Resistance)表示能有限耐受此化學試劑
(3) NR(Not Resistant)表示不能耐受此化學試劑
2.濾膜的孔徑
對于使用3um或更大粒徑填料的色譜柱系統，可采用0.45um的針頭濾器或濾膜;對于使小于3um填料的色譜系統，或涉及微生物生長的色譜系統，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的濾膜進行預過濾，然后再用相應的濾膜進行續濾。
3.樣品的特性
(1)親水性樣品：選用親水膜片。對水有親和力，適合過濾水為基質的溶液。
可用的濾膜有：混合纖維素膜，聚醚砜(PEsM),NylonM等。
(2)強腐蝕性有機溶劑：一般采用疏水性膜。如PTFEM，聚丙烯(PPM)等材質的濾膜
(3)蛋白溶液：選擇低蛋白吸附的濾膜，如PVDF濾膜。
(4)離子色譜：通常認為PEs濾膜比較適合低無機離子的溶液的過濾。
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： 耐溫性能良好，可耐121℃飽和蒸汽熱壓消毒30min，最高工作溫度60℃，化學穩定良好，能耐受稀酸、稀堿、醇類、酯類、油類、碳氫化合物、鹵代烴及有機氧化物等多種有機和無機化合物。
用途：電子、微電子、半導體工業水過濾、組織培養基過濾。藥液過濾、飲料過濾、高純化學制品過濾。 水溶液和有機流動相的過濾的過濾。
2.聚偏氟乙烯膜(PVDF)
特點：膜機械強度高、抗張強度高，具有良好的耐熱性和化學穩定性，蛋白吸附率低;具有較強的負靜電性及疏水性;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，氯仿等。
用途：疏水性聚偏氟乙烯膜主要應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用于組織培養基、添加劑等除菌過濾溶劑和化學原料的凈化過濾，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：孔徑比較均勻，孔隙率高，無介質脫落，質地薄，阻力小，濾速快，吸附極小，使用價格成本低，但不耐有機溶液和強酸、強堿溶液。
用途：醫藥工業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，及水質污染指數測定。
應用于體細胞雜交和線粒互補預測雜種優勢研究等科研部門。
4.聚丙烯(PPM)
特點： 無任何粘接劑，化學性能穩定，柔韌，不易破損，耐高溫，能經受高壓滅菌。 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、醫藥等行業的板框壓濾機濾膜。
適用于反滲透膜，超濾膜的支撐及預處理。
聚丙烯膜無毒性，可在醫藥、化工、食品、飲料等領域廣泛應用;具疏水性，對氣體過濾尤佳。
5.聚醚砜(PES)
特點：醚砜材質的微孔濾膜，屬于親水性濾膜，具有高流率、低溶出物、良好的強度的特點，不吸附蛋白和提取物，對樣品五污染。
用途：低蛋白質吸附及高藥物相容性，專為生化、檢驗、制藥以及除菌過濾裝置而設計。
6.聚四氟乙烯(PTFE)
特點：最廣泛的化學兼容性，能耐受DMSO，THF，DMF，二氯甲烷，氯仿等強溶劑。
應用：所有有機溶液的過濾，特別是其它濾膜不能耐受的強溶劑的過濾。
濾膜快速選擇表
