이상적인 필터를 선택하는 것은 필터의 기본적인 특성을 이해하는 것으로 부터 시작됩니다 . 멤브레인 필터 (Membrane Filter) 와 여과지 (Filter Paper) 라는 용어는 종종 같은 의미로 사용되지만 이들은 별개의 필터 유형으로써 고유한 특성과 장점 및 단점을 가지고 있습니다.
고분자 재료를 침전 또는 Stretching로 생산하는 멤브레인 필터는 산업 및 연구 분야에서 가장 일반적으로 사용되는 항목 중 하나입니다. 멤브레인 필터의 특징은 구성, 표면 처리 및 기공 크기의 차이에 따라 크게 다릅니다.
액체 여과 시 멤브레인은 여과할 수용액에 적셔야 합니다. 멤브레인을 적시지 않았을 경우에는 저항이 발생할 수 있으며, 이는 백압을 유발하여 멤브레인의 파손 위험을 증가시킵니다. 소수성 멤브레인은 수용액의 여과에 사용하기 전에 알코올(예: 메탄올)로 적셔야 합니다
멤브레인 필터의 기공 크기는 최대 기공 직경을 의미하며 특정 크기의 입자를 걸러내는 멤브레인의 능력입니다 . 멤브레인 기공은 균일하지 않기 때문에 , 기공 크기 등급 (Pore Size Rating) 만 사용하여 표시하는 것은 필터 효율성을 신뢰할 수 없습니다 . Bubble Point 및 Bacteria retention test 는 멤브레인 기공 크기를 측정하는 데 일반적으로 사용하는 방법입니다
유속은 유체가 필터를 통과하는 데 걸리는 시간이며 , 여과가 얼마나 빨리 완료될 수 있는지를 결정하는 데 중요합니다 . 유속은 일반적으로 기공 크기가 작을수록 감소하지만 멤브레인 재질 , 두께 , 다공성 (Porosity) 및 기공 구조를 변경하면 유속의 차이가 발생합니다.
멤브레인의 입자를 보유하여 제거하는 능력 (Retentiveness) 은 제거해야 할 입자 또는 분자를 보유하는 막의 능력입니다 . 필터 생산업체에 따라 다르겠지만 제균 목적의 필터를 제외하고는 다른 멤브레인 타입은 Retention Test 을 진행하지 않습니다
분석물 결합은 여과 중에 분석물이 손실되어 예상과다른 분자 구성을 가진 여과액이 생성되는 것을 말합니다 . 내부 표면적이 전면 표면적보다 100~600 배 더 큰 고분자 미세 다공성 멤브레인은 분석물이 특이적으로 결합하는 것을 방지하여 줍니다 . 표면적 이외에 멤브레인의 Function group 은 막의 결합 특성을 결정합니다 . Functionality 가 낮은 멤브레인 ( 예 : PVDF, PTFE) 은 낮은 분석물 결합의 특성을 갖는 반면 , Functionality 가 높은 멤브레인 ( 예 : 나일론 , MCE) 은 높은 분석물 결합의 특성을 갖습니다
잔류물을 시각적으로 분석할 때 멤브레인의 광학적 특성은 이미징 방법 (Imaging Method) 과 호환되어야 합니다 . 이미징 방법 (Imaging Method) 이란 , 멤브레인이 전체 샘플 표면에 걸쳐 일관된 배경을 제공하고 테스트 중에 추가 노이즈를 발생시키지 않는 것입니다 . 멤브레인의 광학적 특성에서는 반사율 (Reflectance), 투과율 (Transmittance), 화학발광 (Chemiluminescence) 및 형광 (Fluorescence) 이 있습니다
추출물은 최종 여과액에 존재하는 오염 물질로써 필터 또는 필터장치에서 유래합니다 . 필터 추출물은 세 가지 다른 유형이 있는데 필터 재료 또는 미립자 추출물의 용출 , 제조 공정의 잔류 화학물질 , 필터를 씻을 때 나오는 화학물질이 있습니다 . 더불어 추출물은 여과할 용액과 멤브레인의 화학적 호환성과 관계가 있습니다 . 보통 멤브레인이 여과할 용액과 화학적으로 호환되지 않으면 , 여과액에서 더 높은 추출물이 관찰됩니다 .
Prefiltration 은 멤브레인 필터로 여과하기 전 샘플에서 먼지 또는 침전물과 같은 큰 미립자를 제거하기 위해 큰 공극 멤브레인 필터를 사용합니다 . 샘플 준비에 사전 여과를 사용하면 최종 필터의 막힘 또는 오염을 방지하여 필터 수명을 연장할 수 있습니다 . Depth Filter 는 입자를 필터 표면 뿐만 아니라 , 내부에도 입자를 제거하기 위하여 보유하기 때문에 멤브레인 필터와 다릅니다 . 높은 입자 보유 능력으로 인해 Depth Filter 는 Prefiltration 에 자주 사용됩니다 .
부직포 , 섬유 기반 재질에 사용되는 바인더는 최종 제품의 모양과 강도를 제공합니다 . 바인더는 유리 섬유 필터에서 사용되지만 , 첨가제는 열 안정성을 감소시키고 추출물에 의한 샘플 오염을 초래할 수 있습니다 .
크고 균일한 기공을 가진 그물형 필터는 용액 정화 또는 미립자 분석을 위해 세포 , 단백질 또는 먼지와 같은 큰 미립자를 제거하는 데 사용됩니다
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