过滤技术是最常用的操作技术之一，现代过滤操作中所要求的滤过程度差异很大。如用一个玻璃漏斗加一张卷拢的滤纸就构成一个简单的过滤装置。但在动物检疫工作中，最常用也较复杂的过滤是除菌过滤。这类过滤的目的是除去各种液体中的细菌。除菌过滤对滤膜（板）的孔径有特殊要求，对其质量要求很高，以下将重点介绍除菌用的过滤装置及其操作。
(一) 原理 除菌过滤的滤板是过滤装置的核心部件。以其阻档颗粒通过方式可分为两类。即：深度滤板(depth filter)及筛状滤板(screen filter)。深度滤板通常由纤维颗粒和几种细碎材料，压紧或缠在一起，形成错综曲折的渠道。虽然深度滤板的孔径按紧压的程度或纤维的粗细可大可小，但液流渠道必然是任意排列和粗细不一的。因为深度滤板的孔一般比积聚的颗粒大得多，所以颗粒或微生物被积聚在它的基质里。标定一定深度滤板，通常用主观、完全基于经验的方法或基于制成后的测定。我们实验室常用的石棉除菌滤板就是深度滤板。表4-4列出除菌级石棉滤板(Carison Ford牌)的产品特点。由于石棉有碍人们的身体健康，现在逐渐减少使用。
筛状滤板的特点是小孔高度均匀，分布规则，能准确地阻拦颗粒，也就是说定级是绝对的。但一般的筛状滤板满足不了除菌的要求。近几十年来膜状滤板即微孔滤膜的成功发展为筛状滤板提供了10(m0.025(m不同孔径的产品。表4-5中列出了微孔滤膜通常生产的12种不同孔径以及其水和空气流速数据。
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表4-4 除菌级石棉滤板(Carlson Ford牌)的标准流速 |
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级别 |
平均密度 |
透过性 |
平均孔径(μm) |
水输出(L/h-1/m-2) |
糖浆输出(L/h-1/m-2) |
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EKS2
EKS
EK
S10
S9 |
0.352
0.344
0.322
0.320
0.294 |
0.00744
0.00713
0.01116
0.10069
0.02433 |
10.0
13.7
15.4
18.5
27.3 |
560
750
1 100
1 400
2 150 |
13.0
17.5
26.5
34.0
53.5 |
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表4-5 MF型微孔滤板的空气与水的流速 | |||||||||
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MF型 号 |
平均孔径（μm） |
流 速 | |||||||
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水① |
空气② | ||||||||
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SC
SM
SS
RA
AA（黑）
DA
HA（黑）
PH
GS
VC
VM
VF |
8.0
5.0
3.0
1.2
0.8
0.65
0.45
0.30
0.22
0.10
0.05
0.01 |
850
540
400
300
212
150
64
40
21
2
1
0.2 |
55
35
20
15
11
10
4.5
3.7
2.5
0.49
0.31
0.22 | ||||||
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注：① 水流速为在25℃，分压9.33kPa时，每分钟每平方厘米滤板面积所通过的水的毫升值。
② 空气流速为在25℃，分压9.33kPa时，每分钟每平方厘米滤板面积所通过的空气的毫升值。
在微孔滤膜发展中应用最多的就是除菌过滤。与深度滤板相比，微孔滤膜具有较多的优越性。由于结构特点，深度滤板对压差的耐受性较差，其最高压差被限制在1.1－1.4kg/cm2。当长时间过滤时，有机体在过滤介质内生长而通过滤板(grow-through)。另外还有介质成份容易出现洗脱和移动。这对一般用途并不重要，但对准备给人或动物注射用的溶液时要特别小心。微孔滤膜是高度有孔的，85％表面为孔占有，经过适当支撑，滤膜材料可以耐受至少 704kg/cm2的压差，而实际限度经常是在于滤膜夹子的强度。滤膜很薄，约150μm，在基质中不滞留液体，加热干燥到200℃时仍保持稳定。因此在过滤前可以放心地将他们用高压蒸汽消毒。经广泛试验证明，微孔滤膜区致热源及无毒，当然地不存在“生长通过”问题。但对过滤有大量细菌的液体不很适合。在实际工作中，有时将深度滤板和微孔滤膜结合使用以扬长避短。
(二) 过滤装置的类型 通常使用的滤器有玻璃和蔡氏滤器。玻璃滤器以烧结玻璃为滤板，其G6级能保证除菌。由于用完需做复杂的处理，现已较少使用。蔡氏滤器常用不锈钢制成，可拆的夹子中间有一块支撑滤板用的带孔钢板，其操作较为简单，滤板用后弃掉。故使用较普遍。
蔡氏滤器分不带储液罐和带隼液罐两种，前者实际上就是一个固定滤板的夹子，适用于大量液体的连续过滤，后者在加液端连有一个储液罐，出液口带有钟罩结构，保护出液口免受污染，该类型适用于一般实验室过滤营养液、血清及其它液体。
使用微孔滤膜的滤器结构与蔡氏滤器基本相同。在使用石棉滤板的蔡氏滤器的夹子间加入一个橡胶垫圈就可使用微孔滤膜。
除菌过滤的滤器有不同的尺寸。对于过滤极少量(数毫升)液体，使用1个25mm塑料滤膜夹是很方便的，它能用一个普通注射器储液和加压，滤液流入一个小瓶中即完成过滤。如过滤营养液等较大量的液体应使用47mm或142mm的滤器。一个实验室具备数个25mm塑料滤夹和一个142mm带2 000ml储液罐的不锈钢滤器就能基本满足要求。
一个可以工作的过滤装置由滤膜(板)、滤板夹，以及相应的管道系统、储液罐和加压或抽真空设备组成。鉴于真空抽滤有诸如流速低，易污染，操作麻烦以及不适合于低沸点和蛋白质溶液的过滤等缺点，目前已较少应用，多用加压过虑装置。作为液体贮存器的不锈钢瓶受压缩氮气或空气的压力迫使液体通过滤板夹中的滤膜进入在一个无菌的接受器里。而如使用带储液罐的滤器，则从罐顶部的加压口用泵直接加压，滤液直接流入贮存瓶中以节省分装步骤。
(三) 使用操作 一个完整的使用操作程序包括滤板的安装、高压蒸气灭菌、管道和仪器的连接、滤膜安全性检查、过滤等步骤。
1. 滤板安装 组装滤器之前，所有组件必须彻底干燥，以防高压灭菌时滤膜(板)受到损伤。安装时，应将滤板小心置于支持网架上。注意：石棉除菌滤板应光滑面朝下(出液口)，微孔滤膜应光面朝上。检查密封圈是否有杂物，然后把滤板夹两半拼拢(如需一个预滤板，必须将后者同心圆位置放于微孔滤膜上，使它确实完全在封垫之内)，用锣栓栓紧或把两半旋紧(微型塑料滤器)。
2. 高压灭菌 将安装好的滤器包裹在高质量牛皮纸或其他代用品(如较厚的纺织品)中，并把滤液出口单独包扎好，带耐压储液罐的滤器应将加液口的密封盖拧松以便湿热空气能进入，高压灭菌必须在121℃下进行，时间为40min。注意从高压锅中刚取出时，不要再拧紧锣栓，只有在滤板夹冷却并在待滤液体已放进后才可这样作。高压灭菌后，仪器温度一旦降至室温或过滤温度即可使用。
3. 管道和仪器的连接和安全检查 将已高压的过滤装置放在一个已充分消毒的超净台或无菌罩中，连接好加压管道，放好无菌接受瓶，然后加入少量液体湿润滤膜。密封后即可加压进行气泡点测定。气泡点测定是检查滤膜(板)在安装、高压过程中是否发生损坏的方法，原理是一个饱和了液体的滤膜(板)能阻止在某些压力下空气或液体通过，(这个压力通常是能通过一个干滤板的)但随着压力的增加而达到某点，克服了较大孔隙的表面张力，致使气体从孔隙中排出，如将排出管浸没水中，出口就会突然出现气泡，这时的压力就是所谓气泡点。每个型号的微孔滤膜都有固定的气泡点压力，如GS级0.22n孔径的产品为3.8kg/cm2。使用该方法可防止滤膜的失效。最好在使用过滤前和结束后都进行一次测定以保安全。但气泡点测定不能有效地用于深度滤板。
4. 过滤 有了以上的准备工作，滤过就是一个简单的过程。要注意的就是无菌操作。滤液要进行菌检。因为整个过滤进程受诸多因素影响，任何疏忽都可能导致滤过失败。
另外对于难滤液体，事前进行预处理是必要的。这类液体中最常见的就是血清。以下原则可供对大量处理时参考：
⑴ 尽量新鲜过滤，因为冷冻后常有凝块析出；
⑵ 过滤开始前加温到30－35℃；
⑶ 正压过滤，可防止出现大量气泡；
⑷ 如体积允许时可用最大离心力沉淀至少30min；
⑸ 在滤膜前加数层普遍滤纸(3-6层)。
(四) 维护 过滤结束后，立即打开滤器并仔细检查滤膜是否有破损；滤板夹的每个部件必须用海棉蘸热水和洗涤剂清洗。用硬毛刷刷除各种沟槽中污物。不可带有滤过物过夜。最后用冷蒸馏水或去离子水冲数次，置空气中充分干燥，不要用布或纸擦拭，这样会留下纤维和棉绒残渣，它们可能污染过滤物。
