超过滤即超滤，自20世纪20年代问世后，直至60年代以后进入迅速发展快车道，很快由实验室规模的分离手段发展成重要的工业单元操作技术。超滤现已成为一种重要的生化实验技术，广泛用于含有各种小分子溶质的各种生物大分子（如蛋白质、酶、核酸等）的浓缩、分离和纯化。

（一）基本概念

超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。

根据所加的操作压力和所用膜的平均孔径的不同，可分为微孔过滤、超滤和反渗透三种。微孔过滤所用的操作压通常小于 4×104 Pa，膜的平均孔径为500nm～14 μm（1 μm=103nm），用于分离较大的微粒、细菌和污染物等。超滤所用操作压为4×104～7×105 Pa，膜的平均孔径为10～100 nm，用于分离大分子溶质。反渗透所用的操作压比超滤更大，常达到35×105～140×105 Pa，膜的平均孔径最小，一般为10 nm以下，用于分离小分子溶质，如海水脱盐，制高纯水等。

（二）超滤技术的优点及局限性

优点：操作简便，成本低廉，不需增加任何化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、冰冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。

局限性：超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液，一般只能得到10%～50%的浓度。

（三）超滤技术的关键(www.daowen.com)

超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格，可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同性的均匀膜，即现在常用的微孔薄膜，其孔径通常是0.05 mm和0.025 mm。近几年来生产了一些各向异性的不对称超滤膜，其中一种各向异性扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔“皮肤层”（厚为0.1～1.0 mm），和一层相对厚得多的（约1 mm）更易通渗的、作为支撑用的“海绵层”组成。皮肤层决定了膜的选择性，而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄，因此高效、通透性好、流量大，且不易被溶质阻塞而导致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纤维、硝酸纤维或此二者的混合物制成。近年来为适应制药和食品工业上灭菌的需要，发展了非纤维型的各向异性膜，例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。这种膜在 pH1～14 都是稳定的，且能在90 °C下正常工作。超滤膜通常是比较稳定的，若使用恰当，能连续用 1～2 年。暂时不用，可浸在1%甲醛溶液或0.2% NaN3中保存。

超滤膜的基本性能指标主要有：水通量[cm3/（cm2·h）]；截留率（以百分率表示，%）；化学物理稳定性（包括机械强度）等。

超滤演示

（四）超滤装置

超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。由于超滤法处理的液体多数是含有水溶性生物大分子、有机胶体、多糖及微生物等，这些物质极易黏附和沉积于膜表面上，造成严重的浓差极化和堵塞。这是超滤法最关键的问题，要克服浓差极化，通常可加大液体流量，加强湍流和加强搅拌。

（五）超滤技术的应用

在生物制品中应用超滤法有很高的经济效益，例如供静脉注射的 25%人胎盘血白蛋白（即胎白）通常是用硫酸铵盐析法、透析脱盐、真空浓缩等工艺制备的。该工艺流程硫酸铵耗量大，能源消耗多，操作时间长，透析过程易产生污染。改用超滤工艺后，平均回收率可达97.18%，吸附损失为 1.69%，透过损失为 1.23%，截留率为 98.77%。大幅度提高了白蛋白的产量和质量，每年可节省硫酸铵6.2 t，自来水16 000 t。