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微孔濾膜過濾法做為一種重要的除菌和除顆粒的方法,已經(jīng)在制藥,顆粒檢測及分析儀器的樣品處理中廣泛應(yīng)用。做為實驗室為常見的針頭式過濾器除了需要做溶出檢測,化學(xué)兼容性的檢測之外,還應(yīng)做完整性測試。
過濾器的完整性是過濾產(chǎn)品中很重要的一個指標(biāo),一個過濾系統(tǒng)在過濾前后是否能保證其完整性,也是衡量一個過濾產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣的重要參數(shù)。對于過濾工藝,尤其是除菌級的過濾而言,完整性測試是一種必要的手段,以確定過濾的安全可靠性,避免工作中不必要的浪費,包括時間,精力,過濾樣品等。通過完整性測試,可以確定:
1.過濾器自身的完整性,過濾系統(tǒng)的密閉性;
2.濾膜無破損,無瑕疵,所選濾膜符合過濾要求;
3.工藝中過濾器安裝,操作的正確性;
4.所安裝的過濾器符合制造商提供的標(biāo)準(zhǔn)等。
完整性測試方法分為兩大類,破壞性的和非破壞性的。所謂破壞性測試是指細(xì)菌挑戰(zhàn)測試,該測試方法是證明過濾器能夠滿足苛刻的除菌級過濾器標(biāo)準(zhǔn)的根本方法。在細(xì)菌挑戰(zhàn)測試中,需根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理從每批產(chǎn)品中抽取一定數(shù)量的樣品,利用缺陷假單胞菌溶液,按照標(biāo)準(zhǔn)測試方法進行細(xì)菌挑戰(zhàn)測試。通常過濾原料的生產(chǎn)方會進行這種破壞性的測試,以檢查其產(chǎn)品質(zhì)量是否合格。
非破壞性測試方法主要包括泡點測試(也稱為起跑點測試)和擴散測試。對于小型濾器產(chǎn)品的用戶而言,泡點測試是一種簡單易行的測試方法,可以通過泡點測試,甄別所選過濾器產(chǎn)品的性能好壞,判定過濾結(jié)果的有效與否。
簡單介紹一下泡點測試的基本原理:
泡點測試基于毛細(xì)管模型。濾膜的結(jié)構(gòu)中充滿了微孔流道,也就是過濾的基本單元。這些微孔流道就像很多的“毛細(xì)管”,當(dāng)濾膜被潤濕液體*潤濕后,液體受到表面張力的作用而保留于“毛細(xì)管”內(nèi)部,如果要想將液體擠出膜孔就需要外加一個氣體壓力以克服表面張力,將膜孔內(nèi)的液體*擠出時所需要的小壓力,就是濾膜的泡點值,即常說的泡點。基于這種原理的測試方法,就是泡點測試法。這也是應(yīng)用為廣泛的一種非破壞性完整性測試方法。以下為泡點值計算公式:
其中,P = 泡點壓力;d = 孔徑;k = 形狀矯正因子;q= 液固接觸角;s=表面張力
泡點值與過濾器孔徑有直接關(guān)系。濾膜上有很多微孔存在,每個孔的泡點值不一定*一樣,而濾膜的泡點值指的是該濾膜中大膜孔的泡點值,即大直徑膜孔的泡點(其中液體容易被擠出而形成通道)。當(dāng)達到泡點后,被充分潤濕的濾膜中至少有一個孔中的液體被完成擠出,形成氣體通道,所以氣體會迅速通過該孔吹至膜下游,形成連續(xù)穩(wěn)定的氣泡,這樣,從下游氣體流量的突變可以判斷是否達到泡點了。如果是較大面積過濾器,由于擴散流較大,泡點的判斷容易受到影響,所以對于大面積濾器手工測試推薦采用擴散流測試;而對小面積過濾器,泡點與濾器孔徑可以直接關(guān)聯(lián),采用泡點測試快速便利。
泡點值是一個過濾介質(zhì)的特性指標(biāo),對特定材料,特定孔徑的濾膜材料,其泡點值理論上是一個固定值。因測量誤差等因素,測定值會出現(xiàn)在一個固定區(qū)間范圍內(nèi),通常濾膜生產(chǎn)廠家會標(biāo)明某一個特定濾膜泡點值的小值。
針頭式過濾器因其簡單方便,被分析和生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒炇已芯咳藛T廣泛使用。看似簡單的小小過濾器,在實驗環(huán)節(jié)中卻起著關(guān)鍵的作用,不僅保證后續(xù)實驗的順利進行,獲得準(zhǔn)確的實驗數(shù)據(jù),而且在色譜分析實驗中使用它來去除雜質(zhì),可以保障精密儀器的使用壽命,降低損壞風(fēng)險,從而大限度地節(jié)約成本。
當(dāng)然,用戶在使用中也會存在一些困惑,針頭式過濾器中的濾膜被封在其中,無法看到,怎么能判別濾器中用了合格的濾膜?濾膜是否完好的被密封,沒有破損? 確實,如果使用了質(zhì)量不合格的濾器,樣品只是從濾器中上下通過了一下,雜質(zhì)根本沒有被濾器中的濾膜*截留,尤其是如果膜有破損,或者沒有*密封,液體會從縫隙中泄露下來,后續(xù)實驗無法正常進行,同時會浪費財力物力。其實,這些困惑不難消除,針頭式過濾器的質(zhì)量好壞可以簡單地利用上面介紹的泡點原理來鑒別。很多業(yè)內(nèi)度高的針頭式濾器的供應(yīng)商都銷售小型濾器使用的泡點測試儀產(chǎn)品,RephiLe也為客戶提供簡易的泡點測試小工具,讓用戶自己動手,輕而易舉了解自己使用濾器的質(zhì)量狀況。
使用泡點測試儀測定的泡點值如遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其濾膜的表征值,就表明此濾器存在很大問題,可能是以下幾個方面存在問題:
1.濾膜有破損;
2.濾器密封性有缺陷,濾膜與濾器之間存在縫隙;
3.過濾系統(tǒng)有泄露;
4.濾膜材質(zhì)問題
相反,如果測定值等于或高于供應(yīng)商給出的泡點指標(biāo),即表明過濾系統(tǒng)是完整有效的,過濾效果是可靠的。簡而言之,通過泡點測試儀,就可以很輕松地選擇質(zhì)量可靠的針頭式過濾產(chǎn)品,讓你的過濾無后顧之憂了。