高截留率:对于目标截留分子量(10kDa)的生物大分子,具有的截留率,可确保在分离过程中,需要保留的大分子物质尽可能少地透过膜,提高产品的纯度和回收率。例如在蛋白质纯化实验中,能有效截留目标蛋白,避免其流失。
高通量:膜材料的优良特性和合理的膜面积设计,使得该膜包在保证截留效果的同时,具有较高的过滤通量。在常规实验条件下,可快速处理大量溶液,节省实验时间,提高工作效率。比如在处理细胞培养液等大体积样品时,能在较短时间内完成超滤过程。
化学兼容性广:可以耐受多种常见的化学试剂,包括酸碱溶液、有机溶剂等。在 pH 值 1 - 14 的范围内,膜包性能稳定,能够适应不同性质样品的处理需求以及各种清洗和再生条件。例如在使用不同缓冲体系进行生物分子分离时,无需担心膜包受化学试剂影响而损坏。
耐受压力范围宽:最大正向操作压力可达 6.8 bar(100 psig) @ 30 °C,反向压力耐受 0.3 bar(5 psig) 。这使得在实验过程中,科研人员可以根据实际需要灵活调整压力参数,保证超滤过程的高效进行,同时也为一些需要较高压力驱动的特殊实验提供了可能。
易于操作和维护:膜包的结构设计紧凑合理,连接接口标准化,便于安装和拆卸,可轻松集成到各种实验设备和系统中。并且在正常使用条件下,具有较长的使用寿命,维护成本较低。同时,它能够耐受一定程度的物理和化学清洗,方便在实验前后进行清洁和再生处理。
膜包检查:收到 P2B010A01 小型超滤膜包后,首先检查包装是否完好无损,有无破损、泄漏等情况。若发现包装异常,请勿使用,及时联系供应商更换。同时,查看膜包的标签信息,确认截留分子量、膜面积等参数是否与实验需求一致。
设备连接:根据实验装置的要求,选择合适的连接管路和接头,将膜包与超滤设备的进液口、出液口(包括透过液出口和浓缩液出口)正确连接。连接过程中,确保管路连接紧密,无松动,避免在实验过程中出现漏液现象。例如,使用配套的卡箍或螺纹接头进行连接,并通过拧紧力矩工具控制拧紧力度,保证连接的密封性。
预冲洗:在正式进行超滤实验前,需要对膜包进行预冲洗,以去除膜表面可能存在的杂质和保护液。使用适量的去离子水或与实验样品兼容的缓冲液,以适当的流速通过膜包,冲洗时间一般为 15 - 30 分钟 。冲洗过程中,密切观察透过液的清澈度,直至透过液清澈无杂质为止。预冲洗结束后,将膜包内残留的冲洗液排空。
样品准备:对待处理的样品进行必要的预处理,如离心去除固体颗粒、调整 pH 值和温度至适宜范围等。确保样品的性质符合膜包的使用要求,避免因样品中的杂质或条件对膜造成损坏。例如,对于含有细胞碎片的生物样品,可先通过低速离心去除较大的颗粒,防止其堵塞膜孔。
设置参数:根据实验目的和样品特性,设置超滤设备的操作参数,包括进液流速、跨膜压力、温度等。一般来说,进液流速可在 4 - 7 L/min/m² 范围内调整,跨膜压力应控制在规定的最大操作压力以下,温度保持在 0 - 50 °C 。例如,对于蛋白质溶液的浓缩实验,可将进液流速设置为 5 L/min/m²,跨膜压力维持在 2 - 3 bar,温度设定为室温(25 °C 左右) 。
启动设备:开启超滤设备的进液泵,缓慢将样品引入膜包,同时打开透过液出口和浓缩液出口阀门,使溶液在膜包内形成切向流。在启动过程中,注意观察设备的运行状态,确保各参数稳定,无异常噪音或振动。
运行监测:在超滤过程中,持续监测透过液和浓缩液的流量、跨膜压力等参数的变化。随着超滤的进行,由于膜表面可能会逐渐积累截留的大分子物质,导致跨膜压力升高,透过液流量下降。若跨膜压力超过设定的上限或透过液流量明显降低,可适当调整进液流速或采取清洗措施,以维持超滤过程的稳定进行。例如,当跨膜压力接近最大允许值时,可降低进液流速,增加浓缩液的回流比,以减轻膜表面的压力。
收集产物:根据实验需求,分别收集透过液和浓缩液。对于需要浓缩的大分子物质,收集浓缩液;对于需要去除的小分子杂质,则收集透过液。在收集过程中,注意保持收集容器的清洁,避免二次污染。同时,定期对收集的产物进行检测,如蛋白质浓度测定、纯度分析等,以评估超滤效果。
清洗膜包:超滤实验结束后,立即对膜包进行清洗,以去除膜表面残留的样品和污染物,恢复膜的性能。首先,用大量的去离子水或合适的缓冲液对膜包进行冲洗,冲洗方向与超滤过程相反,以清除膜表面的松散沉积物。然后,根据膜包的污染情况,选择合适的清洗剂进行化学清洗。常用的清洗剂包括 0.1 - 1% 的氢氧化钠溶液、0.1 - 0.5% 的盐酸溶液、含有表面活性剂的清洗剂等。化学清洗时,将清洗剂以适当的流速通过膜包,浸泡一定时间(一般为 30 - 60 分钟),然后再用去离子水冲洗至中性 。清洗过程中,注意控制清洗剂的浓度、温度和接触时间,避免对膜造成损伤。
保存膜包:清洗后的膜包,若短期内不再使用,应进行妥善保存。将膜包内充满含有抑菌剂(如 0.02% 的溶液)的保存液,密封好膜包的进出口,防止膜干燥和微生物滋生。将膜包存放在 4 - 10 °C 的阴凉环境中,避免阳光直射和高温。在下次使用前,再次对膜包进行预冲洗,去除保存液后即可进行实验。
压力控制:在超滤过程中,务必严格控制跨膜压力,避免超过膜包的最大耐受压力,否则可能导致膜的损坏,影响截留性能和使用寿命。同时,在调节压力时,应缓慢进行,避免压力突变对膜造成冲击。
温度控制:操作温度应保持在规定的范围内(0 - 50 °C) 。过高的温度可能会使膜材料发生变形或降解,影响膜的性能;过低的温度则可能导致溶液粘度增加,影响过滤通量。在实验过程中,可使用恒温装置对样品和膜包进行温度控制。
样品性质:确保样品中不含有尖锐的固体颗粒、纤维等物质,以免划伤膜表面。对于含有易结垢物质(如钙离子、镁离子等)的样品,可在预处理阶段进行去除,防止在膜表面形成垢层,影响超滤效果。同时,避免样品的 pH 值超出膜包的耐受范围(pH 1 - 14) 。
定期维护:定期对超滤设备进行维护保养,检查管路、接头、阀门等部件是否有损坏或泄漏,及时更换磨损的部件。对膜包进行定期的完整性测试,如泡点测试、压力衰减测试等,以确保膜的性能良好。若发现膜包出现破损或截留性能下降,应及时更换新的膜包。
安全防护:在使用过程中,涉及到化学试剂(如清洗剂)的操作时,需佩戴手套、护目镜等防护装备,避免试剂接触皮肤和眼睛。若不慎接触,应立即用大量清水冲洗,并及时就医。同时,注意实验环境的通风良好,防止挥发性化学物质积聚。
透过液流量过低:可能原因一是膜表面污染严重,有大量截留物质堆积,可加强清洗步骤,增加化学清洗的强度和时间,必要时更换清洗剂种类;二是进液流速过低,可适当提高进液泵的转速,增加进液流量,但需注意不要超过膜包的耐受范围;三是跨膜压力不足,可适当提高操作压力,但要密切关注压力变化,防止超过最大压力。
截留率下降:可能是膜出现破损,需对膜包进行完整性测试,如发现破损,应及时更换新的膜包;也可能是实验过程中操作条件发生变化,如温度、pH 值等超出适宜范围,应检查并调整实验条件至规定范围;还可能是膜使用时间过长,性能下降,此时可考虑对膜进行再生处理或更换新膜。
设备运行不稳定:检查设备的管路连接是否松动,如有松动应重新紧固;查看设备的电源供应是否正常,电压是否稳定;此外,设备内部的泵、阀门等部件可能出现故障,需对相关部件进行检修或更换。