除菌过滤的滤膜是过滤装置的核心部件，除菌过滤对滤膜（板）的孔径有特殊要求，对其质量要求很高。以其阻挡颗粒通过的方式，可把滤膜分为两类，即深度滤膜（depth fliter）及筛状滤膜（screen filter）。深度滤膜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。虽然深度滤膜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，因为深度滤膜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。标定一定深度的滤膜，通常用主观，完全基于经验的方法或基于制成后的测定。实验室常用的石棉除菌滤膜就是深度滤膜。表2－1列出除菌级石棉滤膜（Carlson F0rd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。
筛状滤膜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。但一般的筛状滤膜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膜提供了10um—0.025um不同孔径的产品。
在微孔膜发展中应用最多的就是除菌过滤。与深度滤膜相比，微孔滤膜具有较多的优越性。由于结构特点，深度滤膜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膜（grow-through）。另外还有介质成分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150um，在基质中不滞留液体，加热干燥到200度时仍保持稳定。因此在过滤前可以放心地将他们用高压蒸气消毒。经广泛试验证明，微孔滤膜无致热源及无毒，当然不存在“生长通过”问题。但不很适合过滤有大量细菌的液体。在实际工作中，有时将深度滤膜和微孔滤膜结合使用，以扬长避短。
使用微孔滤膜的滤器结构与蔡氏滤器基本相同。在使用石棉滤膜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。过滤极少量（数毫升）液体时，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贮液和加压，滤液流人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2000ml贮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）、滤膜夹以及相应的管道系统、贮藏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，多用加压过滤装置。作为液体贮存器的不锈钢瓶受压缩氮气或空气的压力，迫使液体通过滤膜夹中的滤膜进入一个无菌的接受器里。而如使用带贮液罐的滤器，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，节省分装步骤。
3.过滤装置的使用一个完整的使用操作程序包括滤膜的安装、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。
3.1滤膜安装：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，应将滤膜小心置于支网架上。注意：石棉除菌滤膜应光滑面朝下（出液口），微孔滤膜应光面朝上。检查密封圈是否有杂物，然后把滤膜夹两半拼拢（如需一个预滤膜，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），用螺栓栓紧或把两半旋紧（微型塑料滤器）。
3.2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。带耐压贮液罐的滤器，应将加液口的密封盖拧松，以便湿热空气进人，高压灭菌必须在121℃下进行，时间40分钟。注意从高压锅中刚取出时，不要再拧紧螺栓，只有在滤膜夹冷却并待滤液体已放进后才可这样做。高压灭菌后，仪器温度一旦降至室温或过滤温度即可使用。
3.3管道和仪器的连接与安全检查：将已经过高压灭菌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量。气泡点测定是检查滤膜（板）在安装、高压灭菌过程中是否发生损坏的方法。其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的通过（这个压力通常是能通过一个干滤膜的），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0.22um孔径的产品为3.87kg/cm2。使用该方法可防止滤膜的失效。最好在过滤前和结束后都进行一次测定，以保障安全。但气泡点测定不能有效地用于深度滤膜。
3.4过滤：完成上述准备工作，过滤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。以下原则可提供对处理大量液体时参考：
3.4.1尽量新鲜过滤，因为冷却后常有凝块析出；
3.4.2过滤开始前加温至30-35℃
3.4.3正压过滤，可防止出现大量气泡；
3.4.4如体积允许时，可用最大离心力沉淀至少30分钟；
3.4.5在滤膜前加数层普通滤纸（3-6层）。
4.过滤装置维护过滤结束后，立即打开滤器，并仔细检查滤膜是否有破损；滤膜夹的每个部件必须用海绵蘸热水和洗涤剂清洗。用硬毛刷刷除各沟槽中污物。不可带有滤液放置过夜。最后用蒸镏水或去离子水冲洗数次。
二十一、冻干机
1.原理冷冻干燥器是将被干燥物料冷冻至冰点以下，放置于高度真空的冷冻干燥器中，物料中水分由固态冰直接升华变为气态而被除去，从而达到干燥的目的。干燥过程是在低温低压下水的物态变化和移动的过程。因此，干燥后的物料保持原看的化学组成与物理性质（多孔结构、胶体性质等）。冷冻干燥时，所消耗的热量较其他干燥方法为低，所以常温或稍高温度的液体或气体是良好的载体。冷冻干燥器往往不需绝热，甚至用导热性较好的材料制成，可直接利用外界热量。
2.使用冻干机分3个部分：干燥室、冷凝器和真空泵。干燥室用于放置需要干燥的样品。台式机的干燥室备有不同型号的管道，并连接有阀门，阀门的另一个出口可连接安瓿或玻璃冻干瓶。冷凝器分别与干燥室和真空泵连接，其工作温度应能达到-50℃或更低。一般升华干燥时，对干燥室内的真空度要求在20-30Pa，为达到这个数值，要保证设备在空载时极限真空度能达到2-3Pa冻干机的运行主要有以下4个步骤：①先起动冷凝器，使其达到要求的温度。②再起动真空泵，使干燥室达到要求的真空度。③如果是台式冻干机，则连结安瓿或玻璃冻干瓶。④冻干过程完成后，按顺序关机，充入无菌气体，然后加盖压封。
3.冻干程序
3.1保护剂：保护剂是生物制品冻干时所加的某种物质，在干燥后起支撑作用。保护剂的作用概括为：使细胞等活物质不至在冻结、升华或贮存中发生细胞膜破裂、脱水或细胞质浓缩而死亡；充当填充剂，使冻干后的微量活物质形成团块结构，不至于因溶液浓度太低（<；4％）而随水蒸气一起飞散；加入胶状物质，可防止冻结前溶质沉淀和冻于后发生破坏；某些添加物质可使产品变得易于冻干或增加已干产品的复水效应。
保护剂要求：①不含任何毒性或过敏原；②在冻干过程中，对活菌存活率能达到50％以上，对活病毒一般要求滴度下降小于0.5；③在冻干和贮存期中对产品有保护作用，但不与被冻干物质的成分产生化学反应，不损害生物制品的活性；④冻干时不起泡，干燥后受水性好；⑤崩解温度应尽量地高。
一般的活菌保护剂有：①明胶1.5%，蔗糖8%；②蔗糖5%，明胶1%，味精1%，硫脲1%，尿素0.25%；③乳糖5%。
一般的活毒保护剂有：①蔗糖4%—6%；②谷氨酸钠0.3%，牛血清蛋白0.11%；③精氨酸3%，蔗糖5%，明胶0.2%，谷氨酸钠0.1%。使用时可根据需要选择或自行配制。
保护剂配制后应作除菌保存。
3.2生物制品的预冻处理：根据被冻物料的共晶点温度选择预冻温度，根据被冻物料的结构、形状和大小选择冻结的时间。要求一定要冻透，否则，抽真空时会有少量液体“沸腾”而产生气泡，使产品表面凹凸不平，影响冻干产品的质量。现列举一些物质的共晶点以供参考，纯水为0℃，10％葡萄糖溶液-27℃，10％蔗糖溶液-26℃，脱脂奶-26℃，马血清-35℃，一般生物制品-30℃，甘油水-46.5℃。
预冻的样品，最好是采用片状冻干法。在预冻过程中，定时转动瓶内的液体样品，使样品成为薄片附在瓶壁。
3.3生物制品的冻干：按要求封闭干燥器，起动机器。台式冻干机则需逐个连接样品瓶，打开阀门；操作的室内温度应保持在20℃，太高会导致样品解冻，太低则影响水的升华。
3.4冻干完成：样品达到冻干终点，按顺序关机，充入无菌气体，然后加盖压封；在台式机，则需用喷灯封口。每次工作完成后，应用布擦干冷凝器和干燥室，需要时作针对性的消毒。
4.主要故障的排除
4.1漏气：真空表达不到要求的刻度。这时应检查管道连接部位是否紧密，真空油脂是否均匀抹上；密封圈是否有杂物（头发、棉线、砂粒等）；阀门是否已摸上真空油脂；真空泵工作是否正常。
4.2正在冻干的样品解冻：这时应检查样品外界环境温度是否符合要求，应及时处理，否则会导致整批冻干失败。
二十二、气相色谱仪和液相色谱仪
1.色谱法基本原理色谱法是根据样品中的不同组分在二个非互溶相（一相为流动相，另一相为固定相）之间平衡分配系数的不同而分离的测定方法。以气体如H2、N2、He、Ar等作为流动相的色谱法称为气相色谱法，以液体如甲醇-水混合液作为流动相的色谱法称为液相色谱法。气相色谱法的基本原理，是用载气（流动相）将汽化的待测物质以一定的流速通过装于柱中的固定相，由于待测物质各组分在两相间的吸附能力或分配系数不同，经过多次反复分配（吸附-脱附或溶解-放出），逐渐使混合物的各组分得到分离。分配系数小的组分最先流出柱外，分配系数大的组分最后流出柱外。组分流出柱外的信号，由检测器传送给记录或数据处理系统，得到一系列的谱峰，称之为色谱图。一个色谱峰即表示一个单一组分。出峰的时间是定性的依据，峰面积或峰高是定量和浓度的依据。
在液相色谱中，常常按不同的机理来分类，这可分为（液-液）分配色谱、（液-固）吸附色谱、离子交换色谱和凝胶渗透色谱等。
2.仪器的调试气相色谱仪主要由气路系统、进样系统、分离系统（色谱柱）、温控系统、检测系统及记录、数据处理系统所组成。液相色谱仪主要由输液系统（贮液器、高压泵、梯度洗脱装置），进样器，色谱柱，检测器，组分收集和数据处理系统所组成。在一台仪器中，检测器的优劣程度直接影响到色谱仪的操作性能。通过检测器的性能测试，可以反映整机的质量。由于各种检测器的构造和工作原理差别很大，因此要用厂方提供的评价试样，按照说明书要求的色谱条件和操作步骤对每个检测器逐一进行测试，对照色谱图，计算性能指标。
2.1准备工作
2.1.1检查包装与清点仪器零部件。
2.1.2仪器室的设置和要求：仪器室内应注意防尘、防潮和防有害挥发性气体的污染。室内温度宜在l0—30℃，相对湿度在80％以下。有条件的地方，尽可能安装抽湿机和空调设备。实验台与墙壁之间应留出一定空间，以便于仪器电缆、管道的连接和对仪器进行检修。为了安全，仪器室宜装有排风装置，气相色谱实验室宜装有氢气报警器。
2.1.3对供电线路的要求：用单独的稳压电源供电。仪器需有效地接地，最好能设立仪器使用的专用地线。
2.1.4对使用气体的要求：气相色谱仪使用气体的种类和要求的纯度取决于所配置的检测器。
气体
纯度要求
备注
高纯氮
5％甲烷／氩气
氢气
氦气
空气
99.99％以上
其中氩气99.99％以上
99.95％以上
99.99％以上
无水
ECD、FID、FPD、NPD载气
ECD载气
氢焰燃气
FID载气
氢焰助燃气
2.2检测器性能指标
2.2.1气相色谱检测器性能指标
2.2.1.1灵敏度：单位浓度或质量的物质通过检测器时所产生的信号大小，称为该检测器对该物质的灵敏度。
浓度型检测器如TCD、ECD：