超滤技术中的关键是膜的选择。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0.1u和0.025um),和一层相对厚得多的(约1u)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。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。
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 | ||
3,000MWCO | 0.05 | 肽的回收率高 |
5,000MWCO | 0.24 | 肽的回收率高,流速较快 |
10,000MWCO | 0.41 | 应用范围广,流速快,吸附低 |
30,000MWCO | 0.41 | 应用范围广,流速快 |
50,000MWCO | 0.45 | 精确的截留分子量限 |
100,000MWCO | 0.35 | 免疫球蛋白的收率高 |
三醋酸纤维素,pH范围4~8 | ||
5,000MWCO | 0.04 | 去除肽和蛋白 |
10,000MWCO | 0.11 | 微小组分,游离/结合药物研究 |
20,000MWCO | 0.58 | 样品清洗,HPLC样品制备 |
再生纤维素,pH范围3~11 | ||
10,000MWCO | 0.18 | 微克量蛋白质的高效回收 |
30,000MWCO | 0.58 | 免疫球蛋白的快速和高效回收 |
100,000MWCO | 0.40 | 蛋白质梯度分离 |
Hydrosart,pH范围3~11 | ||
5,000MWCO | 0.14 | 稀释液的高效回收 |
10,000MWCO | 0.27 | 流速快,收率高,吸附低 |
30,000MWCO | 0.48 | 免疫球蛋白的收率高 |
不同截留分子量(MWCO)的超滤膜选择表
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 |
| X | X | X | X |
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酶 | X | X |
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X | X |
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| |
免疫球蛋白 |
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| X | X | X |
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核酸 | X | X | X | X | X |
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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 |
超滤膜的分子量截留值:膜名称分子量截留值孔的大的平均直径XM-300300,000140XM-200100,00055XM-5050,00030PM-3030,00022UM-2020,00018PM-1010,00015UM-21,00012UM05500,10
Whatman公司是全球性的享有盛誉的过滤产品和技术提供商,拥有强大的专业技术支持部门和被广泛认知的品牌。Whatman过滤和膜类产品广泛应用于实验室、研究所、生命科学及医疗技术应用等领域。通用电气医疗集团生命科学部的业务主要集中于全球细胞和蛋白质组科学学的技术研究、生物医药制品,如疫苗、细胞治疗产品和抗体的生产等。两公司强大的战略互补,将会为客户带来更实质的帮助,并发挥显著协同作用提供更多互补性的产品和服务。继2005年成功收购德国S&S公司后于2006年又与新华集团成功合作,成立了中外合作公司—杭州沃华滤纸有限公司,堪称滤纸行业的“巨无霸”。生产各种实验室分离产品,其中包括:各类新华滤纸、Whatman定性定量滤纸、滤膜滤器等过滤装置、HPLC色谱柱、离子交换层析填料、微生物检测产品、血样采集FTA卡和903卡、微孔过滤板、微生物培养板、蛋白芯片、Blotting膜(S&S)等。