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        IT4IP核孔膜(徑跡蝕刻膜)原理、特點(diǎn)及應用
        更新時(shí)間:2024-05-21   點(diǎn)擊次數:458次

        IT4IP核孔膜(徑跡蝕刻膜)原理、特點(diǎn)及應用

        一、什么是核孔膜

        核孔膜也稱(chēng)徑跡蝕刻膜,軌道蝕刻膜,是用核反應堆中的熱中子使鈾235裂變,裂變產(chǎn)生的碎片穿透有機高分塑料薄膜,在裂變碎片經(jīng)過(guò)的路徑上留下一條狹窄的輻照損傷通道。這通道經(jīng)氧化后,用適當的化學(xué)試劑蝕刻,即可把薄膜上的通道變成圓柱狀微孔??刂坪朔磻训妮椪諚l件和蝕刻條件,就可以得到不同孔密度和孔徑的核孔膜。

        核孔膜的材料為各種絕緣固體薄膜,常用的有聚碳酸酯(PC),聚酯(PET),聚酰亞胺(PI),聚偏氟乙烯(PVDF)等,聚碳酸酯目前是使用最多的材料,蝕刻靈敏度高,蝕刻速度大,可制作小孔徑的核孔膜,最小孔徑達0.01μm. 例如比利時(shí)it4ip 核孔膜的孔徑為0.01-30μm核孔膜,且具備生產(chǎn)聚酰亞胺的核孔膜的技術(shù)。德國SABEU 能夠生產(chǎn)可供醫療用的孔徑為0.08-20μm聚碳酸酯,聚酯和PTFE材質(zhì)的核孔膜。

        核孔膜幾何形狀規則,孔徑均勻,基本是圓柱形的直通孔,過(guò)濾時(shí)大于孔徑的微粒被截留在濾膜表面,是電介質(zhì)薄膜,就不存在濾膜本身對濾液的污染,是精密過(guò)濾和篩分粒子的理想工具。核孔膜的機械強度高,柔韌性好,能忍受反復洗滌,因此可以多次重復使用。


        二、核孔膜的基本參數

        核孔膜的孔徑大小,孔長(cháng)(膜厚度),孔密度是基本參數??讖酱笮∮晌g刻時(shí)間決定,通過(guò)控制化學(xué)蝕刻時(shí)間,可獲得特定孔徑的核孔膜。固定蝕刻過(guò)程中可獲得精確且具有狹窄孔徑分布的核孔膜,可提供精確的過(guò)濾值,能夠在過(guò)濾過(guò)程中高效準確的排除顆粒,適合嚴格的過(guò)濾操作,例如用于合成納米或微米物質(zhì)的模板,用于癌細胞過(guò)濾分離等。

        孔密度等于垂直照射在單位面積薄膜上的重離子數目,控制重離子流量,可獲得特定孔密度的核孔膜。通過(guò)調節光束,可獲得從每平方厘米1000個(gè)孔到每平方厘米1E+09個(gè)孔的孔密度。常用孔隙度表示孔密度的大小,孔隙度是指微孔總面積與微孔分布面積的比值, 如果孔密度過(guò)大,重孔率會(huì )顯著(zhù)增大,會(huì )破壞孔徑的單一性,孔隙率一般是小于10%,it4ip 可提供孔隙度40%左右的IT4IP核孔膜。

        核孔膜的長(cháng)度或核孔膜的厚度與材料種類(lèi)、重離子核素種類(lèi)和能量有關(guān),用裂變碎片制作的核孔膜厚度等于或小于10μm,采用重離子加速器產(chǎn)生的重離子能量較高,可制作較厚的核孔膜。厚度大,機械強度較大,液體和氣體通過(guò)核孔膜的速度也變小。

        通過(guò)選擇孔徑,孔密度和過(guò)濾膜厚度,可生產(chǎn)具有特定水和空氣流速的核孔膜。

         

        除以上基本參數外,空隙排列也是核孔膜的重要參數,除垂直90度孔,還有多角度孔,例如平行傾斜孔,交叉正負45度。例如用+45°/-45°孔的徑跡蝕刻膜過(guò)濾器合成3D互連納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的模板。

         

        三、核孔膜與纖維素膜的比較

        實(shí)驗室和工業(yè)上使用的微孔膜種類(lèi)繁多,常用的是曲孔膜,又稱(chēng)化學(xué)膜或纖維素膜,這些膜的微孔結構不規則,與塑料泡沫類(lèi)似,實(shí)際孔徑比較分散,而核孔膜標稱(chēng)孔徑與實(shí)際孔徑相同,孔徑分布窄,可用于精確的過(guò)濾。

        核孔膜與纖維素膜有很大區別,核孔膜在許多方面比纖維素膜好,主要優(yōu)點(diǎn)有:

        w 截留特性好。核孔膜的孔徑形狀規則,大小均一,能精確截留大于孔徑的顆粒,把大于孔徑的粒子截留在濾膜表面進(jìn)行分離。而混合纖維素酯濾膜的孔徑在平均值周?chē)稚⒋?,故截留性就差?/p>

        w 核孔膜透明,表面平整,光滑。這樣的膜有利于收集并借助光學(xué)顯微鏡進(jìn)行粒子分析,對微生物觀(guān)察可直接在膜表面染色而膜本身不被染色,有利于熒光分析。

        w 過(guò)濾速度大。核孔膜雖孔隙率低,但厚度薄,混合纖維素酯膜雖空隙率高,但厚度厚,又通道彎彎曲曲,大小不勻的迷宮式的,其過(guò)濾速度是不及核孔膜。

        w 機械強度高,柔性好。 聚碳酸酯和聚酯核孔膜的抗拉強度大于200㎏/㎝2,混合纖維素酯濾膜遠不及核孔膜柔性好。

        w 化學(xué)穩定性好。核孔膜可以耐酸和絕大部分有機溶劑的浸蝕,其化學(xué)穩定性比混合纖維素酯膜好。

        w 熱穩定性好:核孔膜可經(jīng)受140 ℃高溫,而不影響其性能,故可反復進(jìn)行熱壓消毒而不破裂和變形,混合纖維素膜耐120℃。低溫對核孔膜性能也無(wú)明顯影響。

        w 生物學(xué)特性好:核孔膜即不抑菌,也不殺菌,也不受微生物侵蝕,借助適當的培養基,細菌和細胞可直接生長(cháng)在濾膜上,可長(cháng)期在潮濕條件下工作,而混合纖維素酯不行。

        w 核孔膜沒(méi)有粒子,纖維等脫落,不會(huì )象其它濾紙一樣污染濾液??芍瞥稍魉ぃㄓ糜诖髿馕廴颈O測等)親水膜等。

        w 自重輕,重量一致性好,吸水性低,灰份少,膜不易受潮變質(zhì),而混合纖維素膜則易受濕變質(zhì)。


        四、核孔膜的應用

        核孔膜具有精確和均勻的孔徑,是精確保留小顆粒的理想選擇,可應用于過(guò)濾技術(shù),實(shí)驗室分析,醫療,制藥,化學(xué)、食品,細胞生物學(xué),微生物學(xué),納米技術(shù)及汽車(chē)電子等領(lǐng)域。

         1、氣體液體過(guò)濾

        核孔膜能過(guò)濾液體和氣體中的固態(tài)物質(zhì),如細菌、病毒等顆粒狀的雜質(zhì),用于空氣凈化、超純氣體或試劑制備,醫學(xué)過(guò)濾及消毒。例如IT4IPSABEU 核孔膜用于軍團菌檢測。食品、飲料、化妝品中細菌的回收。

        用于生命科學(xué)和醫療環(huán)境中的無(wú)菌排氣,既能保護實(shí)驗室環(huán)境免受微生物的侵害,也要保護活的微生物免受外部污染,確保無(wú)微生物通過(guò)與醫療設備的接觸進(jìn)入患者體內,通向外部的開(kāi)口的配備無(wú)菌空氣過(guò)濾器,能夠保護環(huán)境受潛在污染。IT4IPTRAKETCH微孔過(guò)濾膜提供了可靠的屏障,符合 USP Class VI 的生物相容性,適合多種滅菌環(huán)境,平坦光滑的表面還會(huì )使液體形成液滴并從膜上流出,從而使膜保持干燥,確保無(wú)菌空氣排放。

        病人和醫療設備的保護:用于保護病人和醫療設備的一次性用品,例如通風(fēng)口,聽(tīng)力設備,傳感器保護器和靜脈輸液器,IT4IPTRAKETCH 微孔過(guò)濾膜具有精確的孔適用于無(wú)菌通氣和USP 等級的毒性測試,符合FDA 標準具有生物兼容性,具有超潔凈、不脫落,可提取等特點(diǎn)。

        液體藥物的過(guò)濾:注射劑中不能含有大于3.5μm的固體顆粒,核孔膜能夠保證注射劑高質(zhì)量的過(guò)濾。核孔膜能夠防止顆?;蚣毦M(jìn)入人體,SABEU制造的無(wú)PFOA核孔膜尤沒(méi)有纖維脫落適合用于輸液和藥物輸送系統。

         

        2、醫療診斷領(lǐng)域

        用于宮頸癌細胞的回收,循環(huán)細胞的分離,用流式細胞儀,熒光顯微鏡細胞計數等。

        例如核孔膜用于薄層細胞學(xué)中的巴氏試驗,可有效回收細胞。用于液基薄層細胞學(xué)檢查(TCT篩查),回收宮頸癌細胞。It4ip 核孔膜用于眼部診斷細胞病理學(xué),出色的細胞學(xué)制備,無(wú)需背景染色,只需少量液體樣本,對于眼液樣本有用,例如眼房水,玻璃體標本以及角膜和結膜刮片等。

         

        3、生命科學(xué)

        包括細胞培養,細胞分離檢測等。如極化動(dòng)物細胞的培養,開(kāi)發(fā)細胞培養嵌入皿等。也用于ICCP – 交互式細胞共培養板,非常適合細胞間通訊研究、外泌體研究、免疫學(xué)研究、再生醫學(xué)研究、共培養研究和免疫染色研究。

        例如肺細胞和組織的培養,與海綿狀的膜不同,IT4IPTRAKETCH 核孔膜不讓細胞進(jìn)入材料并粘附到孔里,而是在平坦光滑的表面進(jìn)行生長(cháng),不損害組織情況下,可以方便剝離組織用于檢查或者進(jìn)一步使用,此原理有利于移植的皮膚細胞的培養。IT4IPSABEU核孔膜還用于化妝品和醫藥行業(yè),在徑跡蝕刻膜上進(jìn)行的皮膚模型實(shí)驗。



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