滤膜根据其截流分子量的大小及不同过滤分子分为超滤膜、微孔滤膜、纳滤膜、微滤膜、中空纤维超滤膜、赛尔滤膜等。而目前超滤膜应用*广泛按其形式,主要分为卷式,板框式,管式和中空纤维式滤膜等。
微孔滤材在制药行业、电子行业、印染行业等都得到了广泛的应用。尤其在制药行业的水针制剂、大输液制剂的生产过程中对药液和注射用水的过滤是必不可少的一种滤材。对微孔滤材性能的全面了解能帮助使用者更好地选择微孔滤材,并能更有效的保养、清洗存放滤材,延长滤材的使用寿命,降低生产成本。英国沃特曼Whatman :Whatman由詹姆斯•沃特曼创建于1740年,是一个在分离技术领域居于世界地位的生产厂家。主要的生产地在美国、英国和德国,产品主要是实验室过滤产品。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。下面就产品的维护阐述下在使用中的注意事项。
1.微孔钛材滤棒
微孔钛材滤棒是20 世纪80年代发展起来的新型过滤器,系一种微孔金属滤材。它具有滤速快,耐腐蚀,寿命长,热稳定性好,耐磨损,强度高,无微粒脱落,化学稳定性好,易再生洗涤,抗冲击性好等优点,可用于液体、气体的粗滤和预滤等。钛材滤棒的过滤精度为4~50μm,过滤效率为95% ~99. 99%。工作压力≤0. 4 MPa,工作温度≤230℃。与多孔PE棒相比,其强度大,无异味,使用中孔径无变化,工作温度范围大、无腐蚀,对人体无害。可以代替砂滤棒用于输液的过滤与氮气的过滤等。
滤棒性能的好坏直接影响药液的质量,若滤棒吸附杂质较多以及处理不彻底,可导致药液在灭菌后或贮藏期出现小白点。各种滤材是编号专用,浓配与稀配用滤棒要各自专用,不要混用为宜。对暂时不用的滤棒应用注射用水冲洗干净后用牛皮纸包扎好于低温烘干、放置干燥处密闭保存。在使用钛滤棒时,用绸布、无纺布、棉细布制成滤布袋套在滤棒上,扎紧袋口,形成初滤层而提高使用寿命。用滤袋包扎的滤棒当滤速降低到初始流量的1 /3左右时,则应取下滤布袋用注射用水漂洗除去污物,再重新使用即可恢复原滤速。如仍不能恢复时,就要用压缩空气或有压力( 193. 6~290. 4kPa)的注射用水反复吹洗滤棒或用酸、碱浸煮等方法除去掉堵塞孔径的微粒。滤棒用久后,亦可用150号水砂纸轻轻摩擦滤棒的表面层,再用软毛刷进行刷洗,以恢复滤速。对更换产品或短时停产后,则需用滤净的注射用水(70~80℃)反复冲洗干净,如较长时间停产后再用,应拆除用适宜的清洁剂1n 1浸泡30 min后,先用饮用水冲洗(注意反冲)并用纯化水冲洗干净。
表1. 微孔滤材滤棒规格
直径/mm 长度/mm 有效过滤面积/ cm2
300 ±10 560
400 ±10 750
60 ±2 600 ±10 1130
700 ±10 310
800 ±10 1500
表2. 微孔钛材滤棒的物理性质
孔隙度/% 孔径/μ 工作压差/kPa 渗透压(压差100kPa) 空气L / cm2 ·min 水L / cm2 ·min
KTH -2 35 ±5 100 100 60~150 0. 8~2
KTH -3 35 ±5 60 100 30~120 0. 4~1. 5
KTH -4 35 ±5 30 50 20~80 0. 3~0. 6
2.板框压滤器
板框压滤器是由中空的框与支撑滤过介质的实心板组装而成。其滤材常用中性滤纸或滤布。因其过滤面积大,截留量多,适用于输液粗滤用。该滤器装配与拆卸较麻烦,如装配不好则易破坏滤纸或滤布,亦易造成滴漏。但洗涤较易,拆装后除去过滤介质,用纯化水冲洗干净,再用注射用水清洁至净即可。不易积聚静电,避免眩光,不开裂;饲养室不设窗,其他洁净区窗应为双层玻璃固定窗,外窗应设纱窗,门窗有良好密封性;走廊宽度不小于1. 5 m,门宽度不小于1. 0 m;
3.微孔滤膜
微孔滤膜是一种高分子滤膜材料,具有很多的均匀微孔,孔径从0. 025 ~14μm不等。空隙率达80%。微孔滤膜的种类很多,通常有醋酸纤维滤膜、聚丙烯、聚砜、聚四氟乙烯滤膜等。目前常用的多是醋酸纤维与聚四氟乙烯滤膜。微孔滤膜的滤过机理主要是物理过筛作用。通常输液应用0. 22~0. 8μm孔径的微孔滤膜,滤过效率较好,对于大孔径的微粒,具有100%的截留能力。微孔滤膜的优点是孔隙率高、速度快、吸附作用小、不滞留药液、不影响药物含量,设备简单、拆除方便等。其缺点是该膜的耐酸、耐碱性能差,对于某些有机溶剂如丙二醇等的适应性也差。微孔滤膜所截留的微粒易使滤膜阻塞,影响滤速,故需其它滤器预滤(初滤)后,才可使用该膜过滤。该膜适用于pH值3. 0~9. 0的溶液,在此范围之外,可能使滤膜溶解式破碎。此外,尚有使用滤膜不当或药液温度或压力的影响而不能正常使用,这些都是其缺点,但只要注意防范措施,亦能克服某些缺点而使用,除此外仍不失为一种理想的过滤器具。微孔滤膜与一般滤器材相比,其优点见表3。
微孔滤膜应用时应注意以下几点:
① 应作起泡点的测定:测定起泡点压力可以反映微孔滤膜的孔径大小,这与被滤过的药液质量密切相关,也是保证微孔滤膜质量的一种重要手段。使用的微孔滤膜应事先放在70℃左右的注射用水中浸泡1 h。将水倾出后再用温注射用水浸泡过夜备用。临用时取出,用注射用水淋洗干净,即可装入过滤器中使用,安装。时防止滤膜装歪泄漏。
② 为保护延长滤膜的使用寿命,可用同等大小的滤纸或绢绸布(应先用质量浓度20 g·L - 1磺酸钠溶液煮沸绢绸布约30 min,然后用注射用水清洗干净)放在滤膜上,防止滤膜破裂。
③ 微孔滤膜之孔径为锥体状,光滑的一面孔径小为正面;粗糙的一面孔径大为反面,安装时应将正面朝下,反面朝上,否则易被杂质阻塞孔径,影响滤速。温度低时,应将处理好的滤膜放于与药液温度相同的注射用水中浸泡5~10 min,可避免因温差使滤膜抗拉强度降低而导致破裂现象。
④ 在滤器架的排气管的皮管头上,固定一个16号输液针头,用止水夹控制,可避免排气压力与速度过大致使滤膜破裂。
⑤ 不要将滤架连同滤膜一起进行灭菌,否则滤膜因热胀冷缩而致脆裂皱折。
⑥ 使用后,微孔滤膜放在注射用水中,防止干燥,但不要浸泡太久,对已失水干燥的微孔滤膜不能使用。
⑦ 根据药液的浓度与粘度大小,应选用不同孔径的微孔滤膜。
⑧ 若发现微孔滤膜有小洞孔或小裂缝时,可用原不用的破滤膜漂洗干净后烘干,然后撕碎放于少量丙酮的小杯中,搅拌成糊状粘液,将此粘液滴于平放滤膜的小洞孔或小裂缝处,不宜过多,粘液覆盖而稍大即可,挥干后则可继续使用而不影响。
⑨ 输液过滤时先用粗滤后精滤的多级滤过装置时,可用微孔滤膜作*后的精滤,宜采用加压、减压、方位静压滤方式。
表3. 微孔滤膜与其它滤器对比表项目
微孔滤膜 一般滤材
孔隙率80%以上, 孔径分布均匀约60%,孔径分布不均匀
滤过速度速度快,500 ml·min - 1以上 速度较慢,约300~500ml·min- 1
吸附量较少 较 大
脱落物无脱落物现象 滤材微粒易脱落
交叉污染不易受污染 易受污染
滤液质量滤除微粒效果好 滤除微粒效果差
4. 核微孔滤膜
核微孔滤膜是近年发展出的一种微孔滤膜,它采用聚磷酸酯或聚酯膜为基材,利用核裂变时产生的高能射线,穿透滤膜时产生损伤的痕迹,然后在一定的温度下,用化学试剂侵蚀成一定尺寸的孔径,所得的孔呈圆筒状垂直贯穿于膜面,孔径高度均匀,膜厚6~12μm,孔径规格为0. 01~12μm,具有良好的生物相容性与化学相容性,一般有机溶剂均可使用,且韧性高,强度好,是一种理想的滤膜材料,目前市场上已有产品供应。
总之,微孔滤材的品种很多,应根据不同的用途,所滤过药液的性质、浓度、粘度、生物相容性和化学相容性,滤速,滤过装置的安装形式合理选用,并针对不同的微孔滤膜采用相应的维护、清洗、存放措施,使微孔滤膜在生产中得到合理、高效的利用,延长使用寿命,提高产品质量,提高生产率。
原创作者:上海万零生物科技有限公司