實驗室直徑25、47/50、90mm過濾膜在應(yīng)用中的差異區(qū)別
真空過濾裝置作為實驗室樣品前處理的核心設(shè)備，其過濾膜的合理選擇直接影響實驗效率和結(jié)果可靠性。不同規(guī)格的過濾膜在理化性質(zhì)、通量特性和應(yīng)用場景上存在顯著差異。過濾膜比較重要的參數(shù)有三項——材質(zhì)、孔徑和直徑。濾膜材質(zhì)影響膜在特定化學(xué)環(huán)境下的耐久性、高壓或機(jī)械應(yīng)力下的表現(xiàn)，以及水或油的過濾效果（疏水或者親水）；孔徑?jīng)Q定了膜能截留的顆粒大小和截留效率，孔徑越小，截留的顆粒越小，過濾精度越高，同時通量也通常越低，過濾速度減慢，孔徑越大則反之；過濾膜的直徑?jīng)Q定了過濾面積，直徑越大，過濾面積越大，處理速度越快，同時能夠過濾的液體量也越多。
在上述三項濾膜的重要參數(shù)中，濾膜直徑往往是最被忽視的一項。例如有些用戶再過濾固含量較高的水中懸浮物時，會出現(xiàn)濾速慢、甚至濾不動的問題。用戶通常會懷疑是否是抽濾泵的功率不夠，但抽濾泵的功率只能間接影響過濾時的吸力和抽速，而影響過濾效率的主要因素是濾膜的有效過濾面積和吸力。下面我們就幾種實驗室真空過濾裝置中最常用的濾膜直徑，介紹其特點和分別適合于哪些用途。
●直徑25mm微量濾膜
是負(fù)壓真空抽濾裝置中可以適配的尺寸最小的過濾膜，有效過濾面積通常在2.5-3.6cm²之間。較為常見的應(yīng)用有：常規(guī)理化分析，如ICP-MS樣品前處理10-50mL溶液過濾；納米材料（如石墨烯、量子點）的分散液過濾，去除團(tuán)聚體；研發(fā)時對電池電解液的凈化，可以防止電極污染；過濾低體積的疫苗、抗體溶液或細(xì)胞培養(yǎng)液，進(jìn)行除菌或者澄清；法醫(yī)與刑偵時，過濾微量物證，如血液稀釋液、泥土提取液等樣品；高價值試劑的澄清純化過濾。
總體而言，Φ25mm的濾膜適宜于過濾樣品價值高，或者微量、少量的樣品。由于其有效過濾面積更小，過濾時，相比更大尺寸的濾膜，能使需要被截流固體、顆粒物或微生物等更集中的分布在濾膜表面，方便后續(xù)的實驗。同時濾膜對于濾液的吸附也會減少，可以使更多的液體通過濾膜流入集液瓶內(nèi)。
此外，Φ25mm的微孔過濾膜一般會搭配容量更小的真空過濾瓶，以及其他一些附件來輔助過濾。如FS300M微量真空抽濾裝置，其配置的抽濾泵上帶有真空表和調(diào)節(jié)閥，可以根據(jù)過濾樣品的需要，來調(diào)慢過濾速度或者調(diào)小過濾壓力，避免樣品被破壞。而在過濾瓶容量上則采用15ml的量筒式過濾杯搭配125ml錐形集液瓶。15ml的量筒式過濾杯可以更準(zhǔn)確的觀察待過濾液體的液量，同時小容量過濾瓶組可以大幅減少濾液的損失，更加適合珍貴、微少量樣品過濾。
●直徑47或50mm標(biāo)準(zhǔn)濾膜
這是實驗室使用最多，最為廣泛的一種標(biāo)準(zhǔn)尺寸過濾膜，所以用途也最為廣泛，許多國家、不同行業(yè)領(lǐng)域的國標(biāo)檢測方法中，都推薦或者指定使用該種直徑規(guī)格的過濾膜。有效過濾面積通常在10-14cm²之間。由于需求量大、產(chǎn)量大，聚有規(guī)模成本優(yōu)勢，其售價也有雨其他種類的過濾膜。
Φ 47或50mm標(biāo)準(zhǔn)濾膜較為常見的應(yīng)用包括但不限于如：環(huán)境水樣100-500mL的顆粒物、懸浮物檢測截留過濾；微生物富集，藥品、食品等行業(yè)檢測致病菌的膜富集培養(yǎng)；蛋白純化，層析洗脫液的終端除菌處理；工業(yè)設(shè)備、汽車等制造時，檢測生產(chǎn)后的零部件清潔度；干粉細(xì)胞培養(yǎng)基配置后，進(jìn)行除菌過濾；PBS等緩沖液的澄清過濾；HPLC/UPLC等流動相試劑的澄清除雜質(zhì)過濾，以延長色譜柱的使用壽命，并起到脫泡效果。
需要注意的是，雖然很多應(yīng)用都需要適應(yīng)Φ 47或50mm標(biāo)準(zhǔn)濾膜，但是由于沒中應(yīng)用都有自身的特性，如濾液化學(xué)性質(zhì)、使用場所、過濾后需要濾膜上的產(chǎn)物還是濾液等都不盡相同，所以在搭配的抽濾泵、過濾裝置結(jié)構(gòu)、過濾瓶組的材質(zhì)等各方面都有顯著差異。 例如環(huán)境監(jiān)測和科研機(jī)構(gòu)會外出，進(jìn)行江河湖海等地表水的采用過濾。針對這種應(yīng)用的便攜式真空抽濾裝置FS300PDC，雖然同樣能夠適配直徑47、50mm濾膜，但是由于不在室內(nèi)實驗室過濾，所以在電機(jī)的電源上采用直流電機(jī)，可以連接汽車點煙器、蓄電池、充電寶移動電源進(jìn)行供電。為了方便攜帶，避免運(yùn)輸時的破損和不變，該機(jī)型的過濾瓶全部采用工程塑料材質(zhì)制作，沒有任何玻璃不見，輕便、耐摔。過濾瓶的所有部件采用套娃式結(jié)構(gòu)，小部件置入大部件中，最后全部放入集液瓶內(nèi)一體收納，便于運(yùn)輸時縮小空間占用。
●直徑90mm大尺寸濾膜
這是一種有效面積高達(dá)40-50cm²的大尺寸過濾膜，更大的有效過濾面積使得需要截流的固體顆粒物、微生物能夠更分散的分布在濾膜上，截流量對應(yīng)有效過濾面積的倍數(shù)增長。所以單張濾膜的過濾量大幅提升、過濾同等容量和性狀樣品的過濾效率也大幅提升。
實驗室最常用的Φ 47或50mm標(biāo)準(zhǔn)濾膜，不同孔徑、品牌和材質(zhì)的膜會有一定的差異，但總體而言，該規(guī)格的膜過濾量一般不超過2L，如果用于過濾2L以上或者小試、中試的樣品，那么單張膜單次會被堵塞，無法完成過濾，中途需要停下來，更換一張濾膜。如果直接使用搭配Φ90大尺寸濾膜的真空過濾裝置，如FS400L大容量真空過濾裝置，就可以在一張濾膜不更換的前提下，完成5L以上的濾液過濾。FS400L的集液瓶為容量5L的藍(lán)蓋玻璃試劑瓶，過濾結(jié)束后便于直接蓋瓶蓋保存，如果過濾量更大，還可以更換10L的藍(lán)蓋試劑瓶。
大尺寸過濾膜除了能夠過濾比25、47、50mm更多的濾液外，對于同等工況下，由于濾膜尺寸更大，使得被截留的固形物可以更廣的分布在濾膜表面，所以通過效率也顯著更高。這是由于這種特性，大尺寸濾膜還可以被應(yīng)用在污水的懸浮物檢測過濾、粘稠的樣品澄清除雜質(zhì)過濾，以及其他各種固含量高、使用常規(guī)尺寸濾膜過濾速度慢的工況。需要注意的是此種應(yīng)用中除了增大有效過濾面積外，還需要提升真空泵的附加吸引力，兩相配合提升過濾效率。如圣斯特Sciencetool的FS410V粘稠和高固體含量真空抽濾裝置，就是使用了一臺真空度高達(dá)25mbar的二級高真空負(fù)壓抽濾泵搭配大尺寸濾膜的過濾裝置，能夠答復(fù)提升過濾效率。
綜上所述，直徑90mm冷漠主要的應(yīng)用有：工藝開發(fā)，生物反應(yīng)器收獲液的初級澄清；培養(yǎng)基制備，5-10L細(xì)胞培養(yǎng)液的除菌過濾；油品分析，潤滑油中磨損金屬顆粒的定量截留；粘稠樣品，如硅膠化妝品的脫泡和澄清；污水等雜質(zhì)含量高的懸浮物檢測過濾等等。
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