实验室过滤装置的选择取决于样品性质、过滤精度、处理量及操作要求。以下是科学分类与选型指南，附关键参数和应用场景：
一、常压过滤装置
1. 重力过滤系统
组件：玻璃漏斗 + 滤纸/滤膜 + 接收瓶
滤材选择：
滤纸类型 孔径（μm） 适用场景 定性滤纸 10-25 粗分离（如CaCO₃沉淀） 定量滤纸 2-5 重量分析（无灰分） 玻璃微纤 0.5-1 高温样品（≤500℃） 极限流量：200-500 mL/min（Ø90mm滤纸）
2. 砂芯漏斗过滤器
规格：
滤板号 孔径（μm） 对应砂芯材质 G1 100-120 粗孔硅酸盐 G3 30-50 中孔硼硅玻璃 G4 5-10 细孔烧结石英 耐腐蚀性：
HF酸禁用（腐蚀硅酸盐）
强碱溶液限用（侵蚀玻璃）
二、减压过滤装置
1. 布氏漏斗抽滤系统
经典组合：布氏漏斗 + 抽滤瓶 + 真空泵
过滤效率：
100 mL悬浊液（10%固含量）可在20秒内完成
关键参数：
Q = \frac{K \cdot A \cdot \Delta P}{\mu \cdot L}Q：流量，A：过滤面积，ΔP：压差（通常0.08-0.095 MPa）
μ：液体粘度，L：滤饼厚度
2. 膜过滤系统（无菌关键操作）
滤膜类型选择：
膜材质 耐化学性 适用场景 混合纤维素酯 水相/弱有机相 微生物检测（0.22μm） PTFE 耐强酸/有机溶剂 HPLC样品前处理 尼龙66 耐醇类/碱性溶液 抗生素过滤 无菌操作要点：
使用前用0.1 MPa蒸汽灭菌121℃×15 min
在生物安全柜内组装（层流风速≥0.45 m/s）
三、加压过滤装置
1. 不锈钢加压过滤器
压力范围：0.2-0.6 MPa（氮气/压缩空气驱动）
高粘度处理能力：
100 cP粘度流体流速可达常压过滤的5倍
防爆设计：需通过ATEX认证（处理有机溶剂时）
2. 切向流过滤（TFF）系统
跨膜压（TMP）控制：30-80 kPa（防膜堵塞）
应用场景：
蛋白浓缩（10 kDa超滤膜）
纳米粒子分离（100 nm微滤膜）
流量优化公式：
J = \frac{TMP}{\mu \cdot R_m}J：通量，R_m：膜阻力
四、精密过滤装置
1. 针头式滤器
规格匹配：
针头尺寸 最大处理量 适用样品 13 mm ≤5 mL HPLC进样小体积 25 mm ≤50 mL 细胞培养液除菌 47 mm ≤500 mL 大体积缓冲液过滤
2. 真空多联过滤器
并行处理能力：同时处理6-12个样品（减少操作误差）
滤膜兼容性：可装载直径47/50 mm标准膜
五、特殊场景过滤方案
1. 高温过滤（＞100℃）
装置：钛合金滤芯 + 电加热夹套
案例：熔融聚合物过滤（孔径5-100 μm）
2. 超净环境过滤
配置：双层0.1 μm PTFE膜 + 316L不锈钢壳体
洁净度：满足ISO 4级（Class 10）标准
3. 现场快速过滤
便携式 syringe filter：集成式滤膜注射器（野外水质检测）
⚠️ 致命错误规避指南
膜吸附损失：
蛋白样品避免使用硝酸纤维素膜（吸附率＞15%）
改用PVDF膜（吸附率＜3%）
颗粒物穿透：
过滤高浓度悬浊液时需预铺硅藻土层（防止膜堵塞）
静电干扰：
过滤非极性溶剂（正己烷等）时选用导电性滤器（防爆炸）
操作黄金法则：过滤前必须进行膜相容性测试——取0.5 mL样品过膜，HPLC分析目标物回收率＞98%方合格。
根据实际需求组合上述装置，可构建高效过滤工作流。需特别关注化学兼容性表，避免膜材溶解风险！
