超滤膜
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超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格,可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同性的均匀膜,即现在常用的微孔薄膜,其孔径通常是0.05mm ~1.0mm。
近几年来生产了一些各向异性的不对称超滤膜,其中一种各向异性扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔“皮肤层”(厚约0.1m和0.025mm),和一层相对厚得多的(约1m)更易通渗的、作为支撑用的“海绵层”组成。
皮肤层决定了膜的选择性,而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄,因此高效、通透性好、流量大,且不易被溶质阻塞而导致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纤维或硝酸纤维或此二者的混合物制成。
近年来为适应制药和食品工业上灭菌的需要,发展了非纤维型的各向异性膜,例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。这种膜在pH1~14都是稳定的,且能在90℃下正常工作。超滤膜通常是比较稳定的,若使用恰当,能连续用1~2年。暂时不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2%叠氮化钠NaN3中保存。
不同材质及截留分子量(MWCO)的超滤膜性能比较
超滤膜 | 相对流速(ml/min/cm2) | 性能特点 |
聚醚砜,pH范围1~14 |
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3,000 MWCO | 0.05 | 肽的回收率高 |
5,000 MWCO | 0.24 | 肽的回收率高,流速较快 |
10,000 MWCO | 0.41 | 应用范围广,流速快,吸附低 |
30,000 MWCO | 0.41 | 应用范围广,流速快 |
50,000 MWCO | 0.45 | 精确的截留分子量限 |
100,000 MWCO | 0.35 | 免疫球蛋白的收率高 |
三醋酸纤维素,pH范围4 ~ 8 |
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5,000 MWCO | 0.04 | 去除肽和蛋白 |
10,000 MWCO | 0.11 | 微小组分,游离/结合药物研究 |
20,000 MWCO | 0.58 | 样品清洗,HPLC样品制备 |
再生纤维素,pH范围3 ~ 11 |
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10,000 MWCO | 0.18 | 微克量蛋白质的高效回收 |
30,000 MWCO | 0.58 | 免疫球蛋白的快速和高效回收 |
100,000 MWCO | 0.40 | 蛋白质梯度分离 |
Hydrosart,pH范围3 ~ 11 |
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5,000 MWCO | 0.14 | 稀释液的高效回收 |
10,000 MWCO | 0.27 | 流速快,收率高,吸附低 |
30,000 MWCO | 0.48 | 免疫球蛋白的收率高 |
不同截留分子量(MWCO)的超滤膜选择指南
应用/分子量 |
<5,000 |
10,000 |
30,000 |
50,000 |
100,000 |
>300,000 |
细菌 |
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X |
X |
DNA片段 |
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X |
X |
X |
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酶 |
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生长因子 |
X |
X |
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免疫球蛋白 |
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X |
X |
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核酸 |
X |
X |
X |
X |
X |
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单克隆抗体 |
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X |
X |
X |
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寡聚核苷酸 |
X |
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肽 |
X |
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病毒 |
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X |
X |
X |
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酵母菌 |
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X |
X |
超滤膜的基本性能指标主要有:水通量(cm3/cm2.h);截留率(以百分率%表示);化学物理稳定性(包括机械强度)等。
超滤膜的分子量截留值: