Фильтрование

Фильтрование — механическое разделение смесей, состоящих из твёрдых и жидких (или газообразных) компонентов, с помощью пористых материалов (фильтров).

В микробиологии фильтрование применяют для решения различных задач:

• Освобождения бактериальной суспензии от крупных частиц.
• Стерилизации жидкостей.
• Очистки химических веществ (например, антибиотиков) от бактериальных клеток.
• Концентрации бактерий.
• Подсчёта числа микробов, например, при определении коли-индекса воды.
• Ориентировочного установления размеров вирусных частиц.

Для разных целей используют фильтры с различными свойствами:

• Для предварительной очистки (освобождения суспензии от грубых частиц) применяют фильтры из фильтровальной бумаги, плотного полотна или других материалов с большим диаметром пор.
• Для стерилизации жидкостей (удаления бактерий, грибов, простейших) и очистки продуктов микробного синтеза используют специальные фильтры с малым размером пор:
  • Керамические (фильтры Шамберлана, Беркефельда).
  • Асбестовые (фильтры Зейтца).
  • Стеклянные.
  • Мембранные.

Фильтры Зейтца — это асбестовые пластины толщиной 3–5 мм и диаметром 35–140 мм. Они имеют разные марки:

• Марка «Ф» задерживает взвешенные частицы, но пропускает бактерии.
• Марка «СФ» задерживает бактерии, но пропускает вирусы.

Определение размеров вирусных частиц проводят, пропуская вирусную суспензию через серию стеклянных или мембранных фильтров с известным и постепенно уменьшающимся диаметром пор. По тому, на каком фильтре частицы задерживаются, можно судить об их размере.

Для ускорения процесса фильтрования обычно создают разность давлений: повышенное давление в ёмкости с фильтруемой жидкостью или пониженное давление (вакуум) в приёмнике для фильтрата.

В процессе фильтрования происходит адсорбция частиц и веществ на материале фильтра, что приводит к его засорению и снижению скорости фильтрации.

См. также: Мембранные ультрафильтры.

Современный контекст

Сегодня в лабораторной практике доминируют мембранные фильтры из полимерных материалов (нитроцеллюлозы, ацетата целлюлозы, поликарбоната). Они обладают строго калиброванным и однородным размером пор, что обеспечивает высокую точность сепарации. Для стерилизации термочувствительных растворов (сред для культивирования клеток, препаратов белков) повсеместно используется стерилизующее фильтрование через мембранные фильтры с размером пор 0,22 мкм или 0,45 мкм. Асбестовые фильтры (Зейтца) практически вышли из употребления из-за потенциальной канцерогенной опасности асбестовых волокон. Современные методы, такие как аналитическая ультрацентрифугация и динамическое светорассеяние, позволяют определять размеры вирусных частиц и наночастиц гораздо точнее, чем метод серийного фильтрования.