实验室塑料材质可换膜真空抽滤装置的特点和用途分析

       真空过滤瓶是实验室各种滤膜法过滤器材中被使用的*多的一种产品，相较于其他过滤产品，真空过滤瓶尺寸小巧，易于操作，使用便利度很高，经济上也具有性价比，可以满足很多过滤应用的需求。过去无论是砂芯过滤瓶、溶剂过滤器、布氏漏斗、砂芯坩埚等真空过滤瓶产品，其主体材料均以玻璃为主。但是玻璃材质由于其本身物理性能的限制，被制作出过滤瓶后，也有很多局限性。而塑料材质制作的真空过滤瓶在近年来越来越受到市场上终端用户的青睐，这主要是由于塑料材质相比传统的玻璃过滤瓶组，具有下述的优势：
        1）具有更好的抗冲击、耐摔性——相比于玻璃材质，塑料制的过滤瓶在物理性能上，强度更高，有更好的抗冲击性。这种物理性能上的优势，使塑料真空过滤瓶在使用时，如果出现意外情况，如：被敲击、倾倒、碰撞，也不容易破裂或者摔碎，不会因为玻璃碎片划伤实验人员，或者瓶内的溶剂溅到使用者身上。在保护人员安全的同时，也避免了后期补够损坏部件的麻烦和节约了购置经费。
        2）功能性更强——塑料材质和玻璃材质的制品，在制作工艺上完全不同。塑料材质的过滤瓶是使用模具注塑成型，能够做出更为复杂的结构，以实现更多的功能。例如：防止液体倒吸的阻隔设计、可以在液满时关闭瓶口的液位浮球阀、易于携带的套娃式结构、可以和试剂瓶连接的瓶顶式架构等。这些功能有些是有助于防止过滤中液体倒吸、有些可以提升使用的便利度。这些结构普遍是玻璃很难（即使制作出来成本很高）或者无法制作出来的。比较典型的如，在提升使用便利度上，尤其是瓶顶式架构，这是在塑料漏斗模具设计阶段，将其底部和过滤集液瓶的连接口，设计成标准的GL45通用螺纹，使其能够和实验室普通的玻璃试剂瓶相连接，这样在过滤结束时，滤液直接保存在试剂瓶内，无需再转移导出。
        3）化学耐受性使其可以用于玻璃过滤瓶无法使用的场景——部分化学品无法接触玻璃材质，需要使用特定的塑料材质，例如氢氟酸、浓度较高且温度较高的磷酸、浓度较高且温度较高的或温度较低的碱溶液等。而聚苯砜、聚丙烯材料制作的瓶体就可以耐受上述这些化学品。
        4）轻便易于携带外出使用：在实验室过滤的应用中，有一大类就是需要携带各种过滤装置进行外出的地表水采样，并进行现场过滤，来检测水样中的SS悬浮固形物含量或者其他指标。玻璃材质除了易碎不易携带外，重量也显著高于塑料材质。塑料制成品抗冲击性强的同时，自重也非常轻，很适合于运输或者携带外出使用。
       在了解了塑料真空过滤瓶相比玻璃过滤瓶的优势后，下面我们再根据具体的应用，来介绍几种实验室经常会进行的过滤操作，且适合使用塑料过滤瓶的应用场景：        ●水中悬浮固形物检测、微生物限度检测过滤：使用非常广泛的二种应用，是针对各种水样的过滤。如环境监测或科研单位、发电厂、污水处理厂等采集地表水进行过滤检测水中的各种悬浮物；食品饮料生产企业、制药企业、第三方检测等单位对水样进行微生物限度检查过滤。上述这些应用都可以使用塑料过滤瓶，由于这些过滤的水样，普通的塑料过滤瓶都可以耐受，能够更好的发挥出塑料过滤瓶耐摔的优势，如R300P塑料过滤瓶真空抽滤装置，它的真空过滤瓶每一个部件，包括过滤杯、滤膜放置基座、集液瓶、浮球逆止阀等都是塑料材质制作，不会出现玻璃材料使用中会出现摔碎、受敲击破裂的问题，省去了日后购买配件的麻烦和经费。此外内置的浮球逆止阀，可以在液满时关闭抽气口，避免由于不注意观察液位造成废液大量吸入抽滤泵进水的故障。同时诸如微生物限度检测过滤，每次过滤前据需要进行高温高压灭菌，塑料材质的过滤瓶在进行灭菌操作时，也更加方便。        ●配置细胞组织培养基，进行除菌过滤：是指使用超纯水来配置干粉培养基，使用滤膜来进行除菌过滤。使用塑料制作 的过滤瓶组，一般会采用瓶顶式结构，如L100FS培养基除菌真空过滤系统，整机尺寸很小巧可以直接放在超净工作台或者生物安全柜内操作，机体一侧带有过滤瓶放置槽。整套过滤瓶上面的过滤漏斗采用瓶顶式结构，下面配置的集液瓶就是普通的实验室蓝盖玻璃试剂瓶。过滤漏斗可以和普通的GL45螺纹口蓝盖试剂瓶相连接，使得过滤好的培养基直接流入试剂瓶内，盖上瓶盖易于保存。
       ●缓冲液、色谱流动相试剂的澄清和除杂质过滤：和培养基除菌过滤类似，这两种应用也适合于使用采用瓶顶式结构制作的塑料过滤漏斗，是其以和普通GL45螺纹口试剂瓶连接，使得通过滤膜后的滤液直接流入试剂瓶，便于过滤结束后盖上瓶盖保存。但是不同之处在于缓冲液、色谱流动相试剂对于普通塑料材质、或者带有硅胶密封圈的塑料过滤瓶都会产生腐蚀。在使用一段时间后就会出现塑料开裂、密封圈老化等现象。这里就需要使用到化学耐受性更好的塑料材料来制作过滤漏斗，例如专门用于缓冲液或者是色谱流动相试剂过滤的FS300PMF型号，采用了耐化学性能较好的PPSU聚苯酚材质来制作上半部分的瓶顶过滤器，长时间过滤后也不会腐蚀开裂，同时运用了精度更高的模具制作工业，没有密封圈，所以也不会出现密封圈老化失去密封性的问题。
       ●氢氟酸、磷酸：这两种化学品是无法使用玻璃材质进行过滤，会对玻璃造成损坏。在过去有些客户也会请一些加工厂，使用PTFE聚四氟乙烯，或者是PFA聚偏氟乙烯材质进行过滤瓶的定制以满足这两种过滤需要。但是，一方面氟材料普遍价格高，透明度差，用于制作过滤瓶，不易于观察集液瓶的液位，容易出现液体溢出；另一方面，定制品制作周期长，制作工艺相比模具注塑成型相比，产品的举动、密封性、功能性都有相当程度的欠缺。针对这两种样品的过滤，我们选取了能够长期耐受氢氟酸、磷酸的PPSU聚苯砜和PP聚丙烯两种材质进行组合，设计出了CH300PA耐氢氟酸和磷酸真空过滤装置。其主机和气体接触部分全部是PTFE聚四氟乙烯材质，样品挥发出的气体不会损坏内部的零部件；过滤漏斗是PPSU聚苯砜材料；集液瓶则采用了PP聚丙烯材质，既可以满足化学耐受的问题，相比PTFE聚四氟乙烯，或者是PFA聚偏氟乙烯材等氟材料，透明度更好，同时材料成本价格更低，具有更好的经济性。
       ●野外采用过滤：是指将过滤装置携带外出，对于江河湖海等各类地表水进行采用，并现场直接使用过滤装置进行过滤截取水中悬浮物的一种应用。这种应用可以说是所有应用中塑料过滤瓶能够*大限度发挥出其物理和结构优势的一种。例如在R300P-DC便携式野外真空抽滤装置中，我们为整套过滤瓶采用了套娃式结构，漏斗基座可以置入滤杯，滤杯又可以置入集液瓶收纳。同时由于塑料的轻便和耐摔性，配合套娃式结构缩小了收纳体积，使整个过滤瓶非常易于外出携带使用，而玻璃过滤瓶无法设计出这种结构。此外R300P-DC的主机抽滤泵采用直流电机，可以使用蓄电池、车载点烟器、移动电源充电宝等进行供电，使其整体都符合野外场景的需要。