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如何根據應用需求挑選合適的膜材料

面對市場上眾多的膜材，如何根據應用需求選擇合適的產品，對一個科研工作者來說并非易事。例如在LCMS 中針頭濾器該如何選擇，在未知溶劑情況下該如何選擇膜材，有沒有能包打天下的膜等等，都在日常實驗工作中困擾著實驗人員。針對這些問題，本文庖丁解牛，從核心的膜材入手，了解了膜材的性能和材質，選擇起來自然得心應手。

根據應用挑選產品時通常會關注幾個重要參數，如樣品處理量和適用膜材。本文將重點探討如何挑選合適的膜材，膜材是過濾產品中的“活性”部分，理解膜材的特性可以幫助用戶選擇的濾材。

親水濾膜材質

親水性聚丙烯（GHP）膜

GHP 膜是一種“”膜，它是頗爾公司的技術，應用十分廣泛。它的親水特性使其既可以應用于水溶液過濾，也可以應用于有機溶液過濾。這種聚丙烯膜具有強大的化學兼容性，在環境檢測和需要接觸有機溶劑的應用中使用較為普遍。GHP 膜的性能已經在HPLC（液相色譜）的應用中得到了測試和驗證，這種膜在使用中不會有溶出物造成對檢測樣品的污染。這種特性也消除了膜的溶出物對樣品造成污染的可能性。GHP 膜的自身熒光值非常低，因此在分辨熒光檢測應用中不會增加背景“噪音”。GHP 也是一種非吸附膜，可以防止目標分子的非特異性結合。GHP 膜有0.2 μm 和0.45 μm 兩種孔徑可供選擇。

GHP 膜的適用范圍包括：需要使用強有機溶劑；高通量篩選；受體：配體篩選；化合物文庫篩選；液相色譜樣品制備；剪切反應；代謝研究；常規樣品制備。

 

Supor® 膜（親水聚醚砜）

Supor和Supor MachV膜是一種低蛋白吸附聚醚砜（PES）膜，專門針對生物、制藥行業和除菌過濾需求而進行了優化。Supor膜具有低蛋白結合特性，是微量樣品回收的選擇。Supor膜具有廣泛的藥物兼容性和適度的化學耐性/兼容性。包括：高流速、高通量；低蛋白吸附；可高溫高壓滅菌；低溶出物；以及高度一致性。Supor膜有0.1 μm、0.2 μm、0.45 μm、0.8 μm和1.2μm孔徑可供選擇。

適用范圍包括：新生兒代謝疾病的篩檢；基于微球/樹脂的應用；受體：配體分析；裂解物澄清；常規樣品制備。

 

尼龍膜

尼龍膜具有廣泛的適用范圍，目前來說市場上以頗爾公司尼龍膜為標準。尼龍膜可通過改性和修飾來優化膜的等級，用于高或低吸附能力，環境大氣監測，甚至是化學分析樣品制備。Biodyne® 尼龍轉印膜是專為生物分子結合而優化設計的產品，適合于放射和非放射檢測系統。Bio-Inert® 膜是一種低吸附膜，比傳統的尼龍轉印膜吸附率要低25~50 倍。NylasorbTM膜是一種酸雨檢測膜，同時也是一種潔凈膜，非常適用于液相色譜分析前的樣品制備。尼龍膜有0.2 μm、0.45 μm、1 μm和1.2 μm 孔徑可供選擇。

適用范圍包括：樣品制備；環境監測：用于酸沉降；基于微珠的分析；藥物結合研究；丙烯酰胺凝膠中核酸樣本回收。

疏水濾膜材質

PTFE 膜（以聚丙烯為支持層的疏水性PTFE）是一種疏水性材質的膜，可以應用于多種常規樣品制備和過濾。當需要膜材表現出疏水特性，阻止水分流過而允許空氣或氣體濾過時，就可以選用PTFE膜。PTFE 膜在濾過氣體方面有著廣泛的應用。在“濕透”之前，該膜不會允許液體濾過。PTFE 對被動流體表現出的阻攔效應，這非常適用于需要孵化步驟的過濾。PTFE 膜有0.2 μm、0.45 μm 和1 μm孔徑可供選擇。

PTFE 膜的適用范圍包括：分子合成反應；藥物合成反應；有機樣品制備；發酵罐和發酵桶的通風。

預過濾濾膜材質

預過濾濾膜可用來增加濾液流速并為澄清實驗去除顆粒，因其孔徑較大，有助于去除顆粒和細胞碎片。Supor 膜具有與前述相同的非吸附特性，并有許多不同種配置可供選擇。

適用范圍包括：細胞裂解液的澄清；質粒制備；飽含顆粒樣品的制備；蛋白質溶液的制備。

分子分離（超濾）濾膜材質

Omega 超濾膜（改性聚醚砜）是一種專為降低蛋白質和核酸吸附性而經過改性修飾的聚醚砜膜。依據分子排阻原理，將樣品按分子量的不同予以分離。分子排阻作用可通過選擇合適的截留分子量（MWCO）的膜來將大小分子分離，然后通過真空或者離心過濾來分離樣品。對膜進行改性可以防止生物分子吸附到膜上，并方便在膜表面濃縮較大分子。Omega 膜的低吸附性賦予其諸多優點，包括對低濃度生物分子的高回收率和更低的表面污染，后者可能會減弱膜的截留性。通常，選擇合適的截留分子量與選擇合適的離心濃縮產品的原則是一致的。膜的截留分子量應該為所截留生物分子分子量的1/6~1/3。例如，如果要截留的蛋白質的分子量是60 K，則應選擇截10 K 的膜。可供選擇的膜截留分子量包括1 K、3 K、5 K、10 K、30 K、50 K、100 K 和300 K。

適用范圍包括：肽、蛋白質、寡核苷酸、DNA 和RNA 的濃縮、純化和脫鹽；標記反應和PCR 反應的回收；從瓊脂糖凝膠中分離DNA ；分子排阻層析。

生物分子結合的濾膜材質

以聚丙烯為支持層的玻璃纖維膜

在AcroPrepTM 濾板中使用玻璃纖維為去除樣品中的顆粒物質并保持樣品的完整性提供了一種經濟可行的解決方案。這對于低成本、粗樣品的制備是一個不錯的選擇。該玻璃纖維由無粘和劑硼硅酸鹽玻璃制成，不會造成雜質的溶出而污染樣品。玻璃纖維膜有聚丙烯層做支持。該支持層不會有溶出物，并且可以防止玻璃纖維脫落到樣品中。可供選擇的孔徑規格包括1.0 μm 和3.0 μm。

玻璃纖維濾膜適用范圍包括：基于細胞的分析；粗分級分離；受體：配體結合分析；DNA 結合；質粒DNA 抽提。

Mustang® Q陰離子交換膜

Mustang Q 膜擁有*的陰離子交換能力，它是頗爾公司的產品。這種膜處理樣品流速快，并且不影響結合和回收，其每孔的結合能力可以達到0.38 mg牛血清白蛋白/ 孔。Mustang Q 膜有用于濾板和針頭式過濾器兩種產品形式。

Mustang Q 的適用范圍包括：病毒顆粒的去除；帶有負電荷蛋白的結合和洗脫；DNA 純化。

Mustang® S陽離子交換膜

Mustang S 膜擁有*的陽離子交換能力，它也是頗爾公司的產品。其處理樣品流速快，并且不影響結合和回收，其每孔的吸附能力可以達到0.29 mg */ 孔。有用于濾板和針頭式過濾器兩種產品形式。

適用范圍包括：激酶檢測；正電荷蛋白的結合和洗脫。

BioTraceTM NT（純硝酸纖維素）膜

BioTraceTMNT 膜，孔徑0.2 μm，是100% 純硝酸纖維素膜，具有良好的耐用性，并對蛋白質與核酸較高的結合能力。BioTraceNT 膜的結合作用基于疏水作用和靜電作用，因此非常適用于蛋白質和核酸的斑點雜交。BioTrace NT 膜應用廣泛，可以用于化學發光、熒光、比色和放射性同位素檢測。

適用范圍包括：核酸轉印和檢測；固相ELISA（酶聯免疫吸附檢測）；放射性免疫檢測；熒光或者化學發光檢測。

BioTrace PVDF（聚偏二氟乙烯）膜

BioTrace PVDF 膜用途廣泛，可用于核酸和蛋白質的結合。該膜孔徑為0.45 μm，對常用溶劑具有廣泛的兼容性。BioTrace PVDF 膜在用于化學發光檢測時背景值非常低。它在使用過程中不會褪色，并且持久耐用。BioTrace PVDF 膜的結合反應是疏水性，并且生物分子可以通過紫外交聯和堿基固定的方法固定化在膜上。由于BioTrace PVDF膜不易褪色，因此其非常適用于顯色反應的檢測。

適用范圍包括：蛋白質：核酸相互作用研究；免疫印跡；固相ELISA（酶聯免疫吸附檢測）；放射性免疫檢測；熒光或者化學發光檢測；使用結合的生物分子做藥物的研發；酶聯免疫斑點EliSpots。

小結

俗話說的好實驗取決于好的樣品，好的樣品取決于好的過濾，好的過濾取決于選對膜材，過濾技術會對我們的實驗工作起著越來越重要的作用。