如何根據(jù)應(yīng)用需求挑選合適的膜材料

面對(duì)市場(chǎng)上眾多的膜材，如何根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的產(chǎn)品，對(duì)一個(gè)科研工作者來(lái)說(shuō)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(méi)有能包打天下的膜等等，都在日常實(shí)驗(yàn)工作中困擾著實(shí)驗(yàn)人員。針對(duì)這些問(wèn)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(zhì)，選擇起來(lái)自然得心應(yīng)手。

根據(jù)應(yīng)用挑選產(chǎn)品時(shí)通常會(huì)關(guān)注幾個(gè)重要參數(shù)，如樣品處理量和適用膜材。本文將重點(diǎn)探討如何挑選合適的膜材，膜材是過(guò)濾產(chǎn)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(zhì)

親水性聚丙烯（GHP）膜

GHP 膜是一種“”膜，它是頗爾公司的技術(shù)，應(yīng)用十分廣泛。它的親水特性使其既可以應(yīng)用于水溶液過(guò)濾，也可以應(yīng)用于有機(jī)溶液過(guò)濾。這種聚丙烯膜具有強(qiáng)大的化學(xué)兼容性，在環(huán)境檢測(cè)和需要接觸有機(jī)溶劑的應(yīng)用中使用較為普遍。GHP 膜的性能已經(jīng)在HPLC（液相色譜）的應(yīng)用中得到了測(cè)試和驗(yàn)證，這種膜在使用中不會(huì)有溶出物造成對(duì)檢測(cè)樣品的污染。這種特性也消除了膜的溶出物對(duì)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(cè)應(yīng)用中不會(huì)增加背景“噪音”。GHP 也是一種非吸附膜，可以防止目標(biāo)分子的非特異性結(jié)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(qiáng)有機(jī)溶劑；高通量篩選；受體：配體篩選；化合物文庫(kù)篩選；液相色譜樣品制備；剪切反應(yīng)；代謝研究；常規(guī)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(mén)針對(duì)生物、制藥行業(yè)和除菌過(guò)濾需求而進(jìn)行了優(yōu)化。Supor膜具有低蛋白結(jié)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(xué)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(shù)脂的應(yīng)用；受體：配體分析；裂解物澄清；常規(guī)樣品制備。

尼龍膜

尼龍膜具有廣泛的適用范圍，目前來(lái)說(shuō)市場(chǎng)上以頗爾公司尼龍膜為標(biāo)準(zhǔn)。尼龍膜可通過(guò)改性和修飾來(lái)優(yōu)化膜的等級(jí)，用于高或低吸附能力，環(huán)境大氣監(jiān)測(cè)，甚至是化學(xué)分析樣品制備。Biodyne® 尼龍轉(zhuǎn)印膜是專為生物分子結(jié)合而優(yōu)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，適合于放射和非放射檢測(cè)系統(tǒng)。Bio-Inert® 膜是一種低吸附膜，比傳統(tǒng)的尼龍轉(zhuǎn)印膜吸附率要低25~50 倍。NylasorbTM膜是一種酸雨檢測(cè)膜，同時(shí)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(huán)境監(jiān)測(cè)：用于酸沉降；基于微珠的分析；藥物結(jié)合研究；丙烯酰胺凝膠中核酸樣本回收。

疏水濾膜材質(zhì)

PTFE 膜（以聚丙烯為支持層的疏水性PTFE）是一種疏水性材質(zhì)的膜，可以應(yīng)用于多種常規(guī)樣品制備和過(guò)濾。當(dāng)需要膜材表現(xiàn)出疏水特性，阻止水分流過(guò)而允許空氣或氣體濾過(guò)時(shí)，就可以選用PTFE膜。PTFE 膜在濾過(guò)氣體方面有著廣泛的應(yīng)用。在“濕透”之前，該膜不會(huì)允許液體濾過(guò)。PTFE 對(duì)被動(dòng)流體表現(xiàn)出的阻攔效應(yīng)，這非常適用于需要孵化步驟的過(guò)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(yīng)；藥物合成反應(yīng)；有機(jī)樣品制備；發(fā)酵罐和發(fā)酵桶的通風(fēng)。

預(yù)過(guò)濾濾膜材質(zhì)

預(yù)過(guò)濾濾膜可用來(lái)增加濾液流速并為澄清實(shí)驗(yàn)去除顆粒，因其孔徑較大，有助于去除顆粒和細(xì)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(xì)胞裂解液的澄清；質(zhì)粒制備；飽含顆粒樣品的制備；蛋白質(zhì)溶液的制備。

分子分離（超濾）濾膜材質(zhì)

Omega 超濾膜（改性聚醚砜）是一種專為降低蛋白質(zhì)和核酸吸附性而經(jīng)過(guò)改性修飾的聚醚砜膜。依據(jù)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(guò)選擇合適的截留分子量（MWCO）的膜來(lái)將大小分子分離，然后通過(guò)真空或者離心過(guò)濾來(lái)分離樣品。對(duì)膜進(jìn)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(yōu)點(diǎn)，包括對(duì)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(huì)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(chǎn)品的原則是一致的。膜的截留分子量應(yīng)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(zhì)的分子量是60 K，則應(yīng)選擇截10 K 的膜?？晒┻x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(zhì)、寡核苷酸、DNA 和RNA 的濃縮、純化和脫鹽；標(biāo)記反應(yīng)和PCR 反應(yīng)的回收；從瓊脂糖凝膠中分離DNA ；分子排阻層析。

生物分子結(jié)合的濾膜材質(zhì)

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(zhì)并保持樣品的完整性提供了一種經(jīng)濟(jì)可行的解決方案。這對(duì)于低成本、粗樣品的制備是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。該玻璃纖維由無(wú)粘和劑硼硅酸鹽玻璃制成，不會(huì)造成雜質(zhì)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(huì)有溶出物，并且可以防止玻璃纖維脫落到樣品中?？晒┻x擇的孔徑規(guī)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(xì)胞的分析；粗分級(jí)分離；受體：配體結(jié)合分析；DNA 結(jié)合；質(zhì)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(chǎn)品。這種膜處理樣品流速快，并且不影響結(jié)合和回收，其每孔的結(jié)合能力可以達(dá)到0.38 mg牛血清白蛋白/ 孔。Mustang Q 膜有用于濾板和針頭式過(guò)濾器兩種產(chǎn)品形式。

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

Mustang® S陽(yáng)離子交換膜

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

適用范圍包括：激酶檢測(cè)；正電荷蛋白的結(jié)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(duì)蛋白質(zhì)與核酸較高的結(jié)合能力。BioTraceNT 膜的結(jié)合作用基于疏水作用和靜電作用，因此非常適用于蛋白質(zhì)和核酸的斑點(diǎn)雜交。BioTrace NT 膜應(yīng)用廣泛，可以用于化學(xué)發(fā)光、熒光、比色和放射性同位素檢測(cè)。

適用范圍包括：核酸轉(zhuǎn)印和檢測(cè)；固相ELISA（酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)）；放射性免疫檢測(cè)；熒光或者化學(xué)發(fā)光檢測(cè)。

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(zhì)的結(jié)合。該膜孔徑為0.45 μm，對(duì)常用溶劑具有廣泛的兼容性。BioTrace PVDF 膜在用于化學(xué)發(fā)光檢測(cè)時(shí)背景值非常低。它在使用過(guò)程中不會(huì)褪色，并且持久耐用。BioTrace PVDF 膜的結(jié)合反應(yīng)是疏水性，并且生物分子可以通過(guò)紫外交聯(lián)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(yīng)的檢測(cè)。

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

小結(jié)

俗話說(shuō)的好實(shí)驗(yàn)取決于好的樣品，好的樣品取決于好的過(guò)濾，好的過(guò)濾取決于選對(duì)膜材，過(guò)濾技術(shù)會(huì)對(duì)我們的實(shí)驗(yàn)工作起著越來(lái)越重要的作用。