针式过滤器，常用于小体积样品的颗粒去除、澄清、除菌过滤、预过滤以及气体过滤。在HPLC、UHPLC、LC-MS、生物样品制备、细胞培养、环境检测和药物分析等实验中，合适的针式过滤器可以减少颗粒物对色谱柱、检测器或后续实验的影响。

但针式过滤器并不是简单地“选择一个孔径，让样品通过”即可。不同膜材质在润湿性、化学兼容性、蛋白质和小分子吸附、流速、机械性能及可提取物方面存在差异。选择不当可能导致：

• 样品无法顺利通过滤膜；
• 过滤速度慢或滤膜快速堵塞；
• 蛋白质、药物或其他目标物被膜吸附；
• 过滤器释放可提取物，形成色谱杂峰或检测背景；
• 滤膜或外壳受到溶剂侵蚀；
• 过滤后的样品浓度或回收率发生变化。因此，针式过滤器的选择需要同时考虑过滤目的、样品基质、目标物性质、孔径、膜材质、过滤器直径以及下游检测方法。

一、针式过滤器的基本过滤机制

针式过滤器通常依靠注射器施加的压力，使液体或气体通过过滤介质。

对于PES、尼龙、PTFE、PVDF、MCE和CA等微孔膜，过滤主要依靠膜孔对颗粒进行截留。小于膜有效截留范围的液体和溶解组分通过滤膜，尺寸较大的颗粒则被截留在膜表面或膜孔结构中。

实际过滤效果并不完全由标称孔径决定，还会受到以下因素影响：

• 膜孔结构和孔径分布；
• 样品黏度；
• 样品中的颗粒数量；
• 滤膜是否能够被样品充分润湿；
• 目标物与膜表面的相互作用；
• 过滤压力和过滤速度；
• 有效过滤面积；
• 样品在过滤器内部的残留体积。

玻璃纤维等材料的工作方式有所不同。其内部由交错的纤维形成较厚且曲折的流路，颗粒可以在材料内部被逐级截留，因此通常具有较高的颗粒容纳能力，更适合作为高颗粒负荷样品的预过滤材料。

二、选择过滤器前，先明确过滤目的

在选择膜材质之前，应先明确过滤器在实验流程中的具体作用。

1. HPLC、UHPLC或LC-MS样品前处理

主要目的是去除不溶性颗粒，减少色谱柱筛板、管路和进样针堵塞。

此类应用不单要考虑孔径和溶剂兼容性，还应关注：

• 目标分析物是否会被膜吸附；
• 过滤器是否会释放可提取物；
• 滤膜是否适合水相、有机相或混合流动相；
• 过滤后的首段滤液是否存在目标物损失；
• 过滤器空白是否会形成色谱峰或质谱背景。

2. 生物样品澄清

血清、血浆、蛋白质、酶、抗体、培养液和细胞裂解液通常需要使用低蛋白吸附的亲水膜。

此类样品应重点关注目标物回收率，而不是只关注过滤速度。即使滤膜能够顺利过滤样品，如果蛋白质或其他生物分子大量吸附在膜上，也可能影响实验结果。

3. 培养基或缓冲液除菌过滤

用于除菌过滤时，不能只根据“0.22 μm”这一孔径判断过滤器是否满足要求。

还需要确认：

• 产品是否为无菌产品；
• 是否属于适用于除菌过滤的产品；
• 是否具有相应的微生物截留或完整性验证数据；
• 膜材质是否与培养基或添加剂兼容；
• 过滤过程是否会吸附培养基中的蛋白质或生长因子。

通常0.2或0.22 μm过滤器常用于细菌截留或除菌过滤，0.45 μm过滤器则更多用于一般澄清和颗粒去除。具体用途仍应以产品验证数据和实验方法要求为准。

4. 高颗粒负荷样品预过滤

组织匀浆、环境提取液、沉淀较多的反应液或含大量悬浮物的样品，直接通过0.2或0.45 μm微孔膜时容易堵塞。

此时可优先采用：

• 玻璃纤维预过滤；
• 带GF预过滤层的复合针式过滤器；
• 先进行离心，再进行终端过滤；
• 先使用较大孔径，再使用较小孔径。

5. 气体和排气过滤

空气、气体管路和容器排气通常选择疏水膜。疏水膜能够降低水相进入膜孔的可能性，并允许空气或其他气体通过。

疏水PTFE是此类应用中较常见的选择之一。

三、常见针式过滤器膜材质及适用场景

1. 聚醚砜膜：PES

主要特点

PES膜通常为亲水膜，具有较高流速和较低蛋白质非特异性吸附，适合多种水相样品和含蛋白质的生物样品。

常见特点包括：

• 亲水性；
• 水相过滤阻力较低；
• 流速较高；
• 蛋白质吸附相对较低；
• 适合多种缓冲液和培养基。

适用场景

PES膜可优先用于：

• 细胞培养基；
• 缓冲液；
• 血清和血浆；
• 蛋白质溶液；
• 部分抗体和生物制品；
• 水相生物样品的澄清或除菌过滤。

对于培养基及其添加剂，使用低蛋白吸附膜有助于减少蛋白质、生长因子或其他活性组分在过滤过程中的损失。

使用注意事项

PES膜并不等同于适用于所有有机溶剂。对于乙腈、二甲基亚砜、酯类或其他有机体系，需要确认具体产品的化学兼容性。

过滤器的完整兼容性还取决于外壳、支撑材料和连接结构，不能只根据PES膜本身判断。

2. 尼龙膜：Nylon

主要特点

实验室常见的尼龙膜通常为亲水膜，具有较高机械强度，适合水相样品以及部分水相与有机相混合体系。

常见特点包括：

• 亲水性；
• 机械强度较高；
• 适用于多种常见色谱溶剂；
• 流速和颗粒截留性能较稳定；
• 对蛋白质和部分小分子可能存在较明显的非特异性吸附。

适用场景

尼龙膜可用于：

• 一般实验室样品澄清；
• 部分HPLC样品前处理；
• 水相与有机相混合样品；
• 对目标物吸附不敏感的常规样品。

使用注意事项

尼龙膜的蛋白质结合能力通常不是针式过滤中的优势，而是需要重点评估的潜在风险。

对于以下样品，不宜在未经验证的情况下直接选择尼龙膜：

• 低浓度蛋白质；
• 多肽；
• 酶；
• 低浓度药物；
• 疏水性小分子；
• 对回收率要求较高的定量样品。

尼龙膜对强酸、强碱、强氧化剂以及部分腐蚀性溶剂的耐受性也可能受到限制，使用前应核对具体产品的兼容性资料。

3. 聚四氟乙烯膜：PTFE

PTFE膜应区分疏水型和亲水型，两者的适用样品并不相同。

疏水PTFE

疏水PTFE具有较低表面能，水相样品

通常不能直接充分润湿膜孔，因此更适合：

• 有机溶剂；
• 腐蚀性溶液；
• 气体过滤；
• 空气除菌；
• 容器排气；
• 非水相色谱样品。

对于水相样品，可以通过合适的醇类或其他润湿剂进行预润湿，但润湿剂可能进入样品并干扰后续分析。因此，是否采用预润湿方式需要结合实验目的进行判断。

亲水PTFE

亲水PTFE经过表面处理后可以直接处理水相样品，并兼顾部分有机溶剂和腐蚀性体系。

适用于：

• 水相与有机相混合样品；
• 希望使用同一种膜处理多种溶剂体系的分析流程；
• 对化学兼容性要求较高的HPLC样品；
• 部分强酸、强碱或复杂溶剂体系。

使用注意事项

PTFE膜本身具有较好的化学惰性，但不代表完整过滤器可以耐受所有溶剂。

使用强酸、强碱、卤代溶剂或其他高腐蚀性介质时，需要同时确认：

• 滤膜；
• 聚合物外壳；
• 支撑层；
• 焊接区域；
• Luer接口。

4. 混合纤维素酯膜：MCE

MCE通常由醋酸纤维素和硝酸纤维素组成，为亲水性微孔膜。

主要特点

• 容易被水相样品润湿；
• 具有较清晰的膜表面；
• 适合颗粒截留和部分微生物检测；
• 可提供不同颜色或网格形式，便于观察菌落或颗粒。

适用场景

MCE膜常用于：

• 水相样品澄清；
• 水质分析中的过滤步骤；
• 微生物过滤检测；
• 颗粒计数或颗粒观察；
• 部分实验室常规水相过滤。

使用注意事项

MCE膜的有机溶剂兼容性通常不如PTFE或部分再生纤维素膜，因此不宜直接用于未经验证的强有机溶剂体系。

MCE能处理的样品体积也不能只根据“高通量”判断。实际处理能力取决于：

• 过滤器直径；
• 有效膜面积；
• 样品颗粒负荷；
• 黏度；
• 过滤压力。

高颗粒负荷样品可在MCE膜前增加玻璃纤维预过滤层，以减少堵塞。

5. 聚偏氟乙烯膜：PVDF

PVDF膜也存在亲水型和疏水型产品。在生物样品和液相分析中，较常见的是亲水PVDF。

亲水PVDF的特点

• 适合水相样品；
• 蛋白质吸附相对较低；
• 机械强度较高；
• 适合部分有机相及水相—有机相混合体系；
• 对部分蛋白质和生物分子具有较好的回收表现。

适用场景

亲水PVDF可优先用于：

• 蛋白质和酶溶液；
• 抗体及生物样品；
• 部分HPLC样品；
• 对目标物回收率要求较高的水相样品；
• 需要兼顾生物相容性和一定溶剂兼容性的实验。

使用注意事项

选择PVDF过滤器时，应确认产品是亲水型还是疏水型。不能只根据“PVDF”这一材质名称判断其是否能够直接过滤水相。

低蛋白结合也不代表完全不吸附。对于低浓度蛋白质、酶或痕量分析物，仍建议通过过滤前后回收率实验确认样品损失。

酶活性还会受到压力、温度、pH和样品停留时间影响，不能只根据膜材质判断过滤后是否能够保持活性。

6. 聚丙烯膜及聚丙烯外壳：PP

在针式过滤器产品中，“PP”可能表示聚丙烯膜，也可能表示聚丙烯外壳，二者需要区分。

PP作为滤膜材料

PP膜可能为亲水型或疏水型，不同表面处理产品的润湿性和适用范围不同。

部分PP膜可用于：

• 有机溶剂；
• 水相或水相—有机相混合样品；
• 一般颗粒过滤；
• 化工和环境样品前处理。

但不能将所有PP膜统一描述为疏水膜，也不能根据PP材质直接推断其目标物吸附和溶剂兼容性。

PP作为外壳材料

聚丙烯常被用作针式过滤器的外壳材料。一个标注“PP housing”的产品，内部滤膜可能是：

• PTFE；
• 尼龙；
• PES；
• PVDF；
• 再生纤维素；
• 其他膜材质。

因此，阅读产品参数时应分别确认：

• Membrane，即滤膜材质；
• Housing，即外壳材质。

只根据“PP针式过滤器”这一名称，无法判断其膜材质、亲疏水性和实际适用样品。

7. 玻璃纤维：GF

玻璃纤维与普通微孔膜的过滤结构不同。其内部由多层交错纤维构成，可以在较厚的过滤层中截留颗粒。

主要特点

• 颗粒容纳能力较高；
• 适合处理悬浮物较多的样品；
• 可以降低终端膜的颗粒负荷；
• 通常具有较快的初始过滤速度；
• 更适合作为深层预过滤材料。

适用场景

GF常用于：

• 组织匀浆；
• 环境水样和环境提取液；
• 含沉淀的反应液；
• 高颗粒负荷样品；
• 终端微孔膜前的预过滤；
• 空气颗粒物采样和部分重量分析。

使用注意事项

玻璃纤维通常不能直接等同于0.2或0.45 μm终端膜，也不应只凭GF材料判断其能够完成除菌过滤。

对于既含有大量颗粒、又需要精细过滤的样品，可以使用：

GF预过滤层＋0.2或0.45 μm终端膜

这种组合有助于减少终端膜堵塞，提高样品处理能力。

8. 醋酸纤维素膜：CA

CA膜通常为亲水膜，对部分蛋白质和生物大分子的非特异性吸附相对较低。

主要特点

• 亲水性；
• 容易被水相样品润湿；
• 蛋白质吸附相对较低；
• 适合多种水相生物样品；
• 通常具有较好的水相过滤流速。

适用场景

CA膜可用于：

• 培养基；
• 缓冲液；
• 血清；
• 蛋白质水溶液；
• 生物样品澄清；
• 部分水样和微生物检测流程。

使用注意事项

CA膜的有机溶剂适用范围通常有限，不宜直接推广至所有实验室过滤任务。

选择时应确认：

• 样品中是否含有高比例有机溶剂；
• 样品pH是否在允许范围内；
• 膜中是否含有表面活性剂；
• 产品能否采用当前灭菌方式；
• 是否适合目标实验中的蛋白质或分析物。

过滤水样只能作为水质分析或微生物检测中的一个样品处理步骤，不能将“经过CA过滤”直接等同于水质安全。

9. 再生纤维素膜：RC

再生纤维素膜是HPLC、UHPLC和多种分析样品前处理中常见的膜材质。

主要特点

• 亲水性；
• 非特异性吸附相对较低；
• 适合水相和多种有机相；
• 适用于部分水相—有机相混合体系；
• 对多种小分子分析物具有较好的回收表现。

适用场景

RC膜可优先用于：

• HPLC或UHPLC样品前处理；
• 水相与有机相混合样品；
• 含部分DMSO的样品；
• 部分酮类、酯类或醚类溶剂体系；
• 对小分子回收率要求较高的分析方法。

使用注意事项

不同品牌和型号的RC膜在溶剂兼容范围方面可能存在差异。尤其是高浓度DMSO、强酸、强碱或复杂混合溶剂，仍应以具体产品的兼容性数据和实际验证结果为准。

欧尔赛斯针式过滤器产品与解决方案

针对色谱样品前处理、生物样品澄清、培养基与缓冲液过滤、高颗粒负荷样品预过滤等不同实验需求，欧尔赛斯提供针式过滤器产品及相应的选型支持。实验室可根据样品的水相或有机相性质、目标物吸附风险、过滤孔径、样品体积和下游检测方式，选择相应的膜材质与产品规格。

在实际选型中，除PES、Nylon、PTFE、PVDF、MCE、CA、RC和GF等膜材料外，还需要综合确认滤膜的亲疏水性、过滤器直径、有效过滤面积、内部残留体积、外壳材质及溶剂兼容性。对于HPLC、LC-MS、蛋白质样品或除菌过滤等对实验结果影响较大的应用，建议结合具体样品进行过滤器空白、目标物回收率和过滤性能确认。

如需根据样品基质、溶剂组成、过滤体积及后续实验要求匹配针式过滤器，可联系欧尔赛斯获取相关产品资料与选型建议。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。