微孔濾膜分離技術(shù)是一種壓力驅(qū)動型膜分離技術(shù)，其核心組件是采用高分子有機材料 或無機材料制備的微孔濾膜。流體 ，在過濾上下游壓差力的作用下，經(jīng)過微孔濾膜的過濾，流體中粒徑大于膜孔徑的微粒會被微孔濾膜截留或吸附，下游則得到了較純凈的流體，從而達到了固液分離和固氣分離的效果。從世界范圍來看，普通如家庭生活、大型如工業(yè)生產(chǎn)、高端如科學研究，都在不同程度上應用微孔濾濾膜分離技術(shù)。微孔濾膜和以其為核心材料制成的濾器在應用端主要性能表現(xiàn)在以下方面: ①截留率; ②納污量; ③化學性兼容性; ④表面濕潤程度; ⑤使用溫度范圍; ⑥機械強度; ⑦可清洗性; ⑧吸附性等。早在二戰(zhàn)期間，德國就開始嘗試用孔徑約0.5μm的微孔濾膜檢測城市給水系統(tǒng)中的大腸桿菌。戰(zhàn)后，美、英等國深入開展了濾膜技術(shù)的研究，并于1947年起各自相繼成立了濾膜的工業(yè)生產(chǎn)和研究機構(gòu)，其中包括了一些世界著名的微孔膜和濾器生產(chǎn)型企業(yè)，如MerkMillipore，Pall，3M等。近十幾年來，隨著各類型微孔濾膜和以其為核心材料制成的濾器的研制成功和應用開發(fā)，該項類型產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)不僅在世界各國科研，各工業(yè)生產(chǎn)領域和民用領域中得到較廣泛的應用，而且也已經(jīng)應用到實驗室研究和分析檢測領域中，具體應用點包括了: 色譜分析、液體澄清/除菌/除病毒過濾、無菌通氣、微生物檢測和計數(shù)、蛋白和核酸檢測、環(huán)境空氣細顆粒監(jiān)測和醫(yī)療診斷試紙等。接下來，本文就微孔濾膜在國內(nèi)外實驗室研究和分析檢測領域的應用進行較為詳細的綜述。
1 微孔濾膜在色譜分析中的應用
微孔濾膜及濾器在化學分析研究中具有十分廣泛的應用。分析儀器諸如高效液相色譜、氣相色譜、凝膠色譜 、離子色譜以及電感耦合等離子體質(zhì)譜等在制樣時均需使用相關(guān)微濾產(chǎn)品去除樣品中的顆粒雜質(zhì)，防止管路、泵或分離柱等關(guān)鍵零部件的堵塞或損傷，延長整機的使用壽命的同時并保證分析結(jié)果的準確性。以HPLC為例，其進樣前需要使用 0.22μm 或 0.45 μm 的針式過濾器，配合針筒手工推注過濾樣品，去除不溶性的顆粒物。HPLC的流動相在使用前也需要用 0.22μm 或 0.45μm 微孔濾膜配合玻璃抽濾瓶進行真空抽濾去除顆粒，或者也可在HPLC上安裝在線過濾/脫氣裝置，微孔濾膜對流動相過濾去除顆粒的同時還可以脫除分散其中的微小氣泡，減少基線波動。
2 微孔濾膜在液體澄清/除菌/除支原體過濾中的應用
在生化實驗操作中，經(jīng)常需要對各種溶液進行澄清處理。最常用的處理方式就是微孔膜過濾法。對于高顆粒物含量或者高粘度的溶液，為了減少濾材因堵塞而頻繁更換，可以選擇具有高納污量、低阻力的超細玻璃纖維濾紙進行過濾，但需要注意的是下游可能會有纖維脫落。對于尺寸較小的細微顆粒 ，則需要采用精度更高的微濾膜來實現(xiàn)去除。使用的過程中，應依據(jù)溶液的特性，選擇合適材質(zhì)的進行過濾。在經(jīng)高壓蒸汽滅菌、γ 輻照或EO熏蒸等方式滅菌后，微孔濾膜及濾器可被用于溶液的除菌過濾，特別是一些含有溫敏性物質(zhì)而無法采用高溫蒸汽滅菌的溶液。因而這種除菌方式又被成為“冷除菌”。生化實驗中常見的培養(yǎng)基、緩沖液、血清、蛋白溶液等都可以采用微孔濾器進行 除 菌。 能夠通過107CFU/cm2缺陷短波單胞菌挑戰(zhàn)水平測試的微孔過濾器被認為是“除菌級”，其孔徑等級被定義為 0.22μm 或 0.2μm。此外0.1μm孔徑等級的微孔濾膜被認為是可以在一定程度上除支原體。美國Merckmillipore公司和美國Pall公司均先后推出了商品化的0.1μm除支原體過濾器，但這些產(chǎn)品都是基于自己的公司的產(chǎn)品標準。目前國際上除支原體過濾器的測試標準尚屬空白。上述的應用信息匯總見表 1。
3 微孔濾膜在無菌通氣( 氣體無菌過濾) 過程中的應用
0.22μm孔徑等級的疏水聚四氟乙烯和疏水聚偏二氟乙烯微孔濾膜因其自身天然的強疏水性和良好的阻菌性能，被廣泛用于無菌通氣，如實驗室規(guī)模的微生物發(fā)酵、細胞培養(yǎng)、植物無土培養(yǎng)。微生物好氧發(fā)酵過程中需使用 Φ50mm 0.22μm疏水PTFE微孔濾膜制成的蝶式過濾器進行無菌通氣。PTFE蝶式過濾器讓發(fā)酵時產(chǎn)生代謝氣體從內(nèi)部經(jīng)膜孔排出發(fā)酵罐，同時外部空氣經(jīng)膜孔進入發(fā)酵罐內(nèi)，而環(huán)境中的雜菌和灰塵則被濾膜阻擋在外，避免發(fā)酵罐內(nèi)感染雜菌。PTFE膜也可以應用在細胞培養(yǎng)( 懸浮培養(yǎng)和貼壁培養(yǎng)) 。0.22μm PTFE微孔濾膜被焊接在細胞培養(yǎng)瓶的瓶蓋上，起到阻菌和換氣的作用。
