一、膜过滤的基本原理
过滤的原理和机制
微孔滤膜的工作原理基于膜过滤机制，即当液体或气体在压力差驱动下穿过半透膜时，滤膜会截留直径大于其孔径的颗粒或分子，形成滤饼或吸附层，而直径小于滤膜孔径的颗粒或分子则通过滤膜，实现分离。
膜过滤的过滤机制主要有三种：机械截留、吸附截留和架桥截留。
机械截留：这是最直接的过滤机制，颗粒物由于大于滤膜孔径而被截留。
吸附截留：这是由于颗粒物与滤膜表面的相互作用而被截留，即使颗粒物的大小小于滤膜的孔径。
架桥截留：这是指多个颗粒物形成的颗粒链阻塞了滤膜孔径，即使单个颗粒物的大小小于滤膜的孔径。
膜过滤的分类根据滤膜孔径的大小，膜过滤可以分为宏滤、微滤、超滤、纳滤和反渗透。
粗滤（Macrofiltration）滤膜的孔径通常在10μm以上，主要用于去除液体中的大颗粒物质，如沉淀物、悬浮物、大型生物颗粒（如细菌和藻类）等。
微滤（Microfiltration）微滤膜的孔径一般在0.1-10 μm之间，主要用于去除微生物和大颗粒物，如支原体、酵母菌等。
超滤（Ultrafiltration）超滤膜的孔径在0.01-0.1 μm之间，主要用于去除大分子蛋白质和聚合物。
纳滤（Nanofiltration）纳滤膜的孔径在0.001-0.01 μm之间，主要用于去除小分子有机物和离子。
反渗透（Reverse Osmosis）反渗透膜的孔径小于1nm，主要用于去除溶液中的几乎所有溶质。
图源：it专家
滤膜孔径选择：材质、孔径、处理体积、耐用性、成本等因素。
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0.2μm：可以去除99.99%的细菌微生物，达到GMP或者药典的除菌要求，还可以去除样品、流动相中极细微的颗粒。
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0.45μm：能滤除大多数细菌微生物，对常规样品、流动相等的过滤，能满足一般色谱要求。
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0.8μm及以上：可以过滤较大颗粒的杂质或者难处理、浑浊样品的预处理，经预处理后再选择相应滤膜进行过滤。
硝酸纤维素滤膜 （NC Nitrocellulose membrane）亲水性、耐弱酸、高蛋白结合能力。微生物检测与捕获等；微量元素分析；医学研究及诊断方面的生物工程，生化分析等。
聚醚砜滤膜（PES Polyethersulfone）亲水性、高流速、高通量、低蛋白吸附、低溶出物、耐高压灭菌。蛋白质和酶的过滤和灭菌；生物液的过滤和灭菌；制药灭菌；环境用水研究。
醋酸纤维素滤膜（CA Cellulose acetate）亲水性、低吸附能力、低非特异性结合能力、热稳定性。蛋白质和酶过滤；样品前处理过滤中最为广泛使用的滤膜之一。
混合纤维素酯滤膜（MCE Mixed Cellulose Esters）亲水性、高流速、由硝酸纤维素和醋酸纤维素混合而成。微生物和颗粒分析；无菌测试。
聚偏二氟乙/烯滤膜（PVDF polyvinylidene difluoride）疏水性、高灵敏度、机械强度高、蛋白吸附低、具有良好的耐热性及化学稳定性。气体及蒸汽过滤， 高温液体过滤，溶剂和化学原料的净化过滤；油类中不溶物的净化；化学物质的分离和提纯。
聚四氟乙/烯滤膜（PTFE Polytetrafluoroethylene）疏水性、具有广泛的化学兼容性、耐温性好、抗强酸强碱、化学腐蚀性较强的溶剂及氧化剂。化工、医药、食品、能源等领域，几乎能过滤所有的有机溶液；强酸和强碱的过滤；高温液体的过滤；特殊化学试剂的过滤；气体的澄清过滤。
尼龙滤膜（NY Nylon）亲水性、耐温性能好、强度高、化学稳定性好、耐稀酸稀碱等。样品的除菌，过滤；工业水的过滤。
聚丙烯滤膜（PP polypropylene）耐酸碱、耐磨损、耐冲击、微孔分布均匀、过滤面积大、透水性好。在药品、饮料、日常用水、废水、空气过滤等方面广泛应用。
聚碳酸酯核径迹蚀刻滤膜（PCTE Polycarbonate）亲水性、有较好的化学稳定性、热稳定性、绝对孔径、半透明状薄膜、低蛋白吸附、低萃取。一般过滤；早期癌症筛查；血液学检测；药品，食品，饮料，酿酒等方面的过滤、除菌；细胞代谢，细胞迁移，细胞共培养的研究。
聚酯核径迹蚀刻滤膜（PETE Polyethylene Terephthalate）亲水性，有较好的化学稳定性、热稳定性、绝对孔径、半透明状薄膜、低蛋白吸附、低萃取、与PCTE相比抗溶剂性更好， 更适于过滤腐蚀性液体。一般过滤；血液学检测；药品，食品，饮料，酿酒等方面的过滤、除菌；腐蚀性样品的过滤。
三.如何选择合适的滤膜
滤膜材质：滤膜的材质也是一个重要的选择因素，不同的材质有不同的化学稳定性、热稳定性和机械强度。
孔径大小：选择适当的孔径大小是非常重要的，这取决于你需要过滤的物质的大小。
流量和压力：滤膜的流量和压力是决定滤膜性能的重要参数。高流量和低压力的滤膜通常更适合大规模的工业应用。
耐污染性：滤膜的耐污染性是决定滤膜寿命的重要因素。如果你需要处理的液体中含有大量的悬浮物或颗粒物，可能需要选择具有高耐污染性的滤膜。
兼容性：滤膜需要与过滤系统的其他组件(如泵、管道等)兼容，以确保整个系统的效率和稳定性。
成本：滤膜的价格也是一个需要考虑的因素。在满足应用需求的前提下，应尽量选择性价比高的滤膜。
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