ユニバーサル親水性シリンジフィルター：Millex®親水性PTFE

ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）は、耐薬品性が高く、タンパク質結合率が低いため、メンブレンフィルターに幅広く使用されています。しかし、未修飾の本来のPTFEは疎水性であるため、その用途が有機溶媒と有機溶液のろ過に制限されています。この制限を克服するため、水溶液と有機溶液の両方をろ過する親水性PTFEメンブレンを製造できるよう、表面修飾に関する技術研究が繰り返されてきました。

メルクの包括的なろ過製品の一つである、Millex^®親水性PTFEシリンジフィルターには、次のような多くの利点があります：

• 水系および有機系溶液のろ過
• 水によるぬれ性 - アルコールで事前に濡らしておく必要がない
• 広範な化学適合性
• 精密な孔径

Millex^®親水性PTFEメンブレンのぬれ性

ぬれ性とは、液体が固体表面と接触したままになる能力のことです。液体ろ過では、抵抗を避けるために、ろ過する液体でメンブレンを濡らす必要がありますが、これにより背圧が生じ、メンブレンが破損するリスクが高まります。メンブレン表面の化学的性質とポリマーの表面エネルギーに基づき、メンブレンのぬれ性はぬれ角度によって表現できます。

ポリテトラフルオロエチレンは、パーフルオロポリマーとして高い疎水性を示します。これらの固有の特性を克服するために、適切な親水性コーティング処理をすることで、親水性 PTFE 膜を水で自然に濡らすことができます（図1）。親水性コーティングを加えることにより、親水性PTFEメンブレンを有機溶液と水溶液のろ過に使用できるようになり、実験室で複数の種類のフィルターを使用する必要がなくなります。このコーティングプロセスによって、親水性PTFEメンブレンの洗浄回数も増え、メンブレンに残留している溶出可能な不純物がさらに減少します。

図1 親水性PTFE・疎水性PTFEメンブレンのぬれ性。親水性（左）と疎水性（右）の各PTFEメンブレンに1滴の水を加えると、親水性メンブレンは自然に湿潤するが、疎水性メンブレンでは水滴が表面に残ったままとなる。

Millex^®親水性PTFEシリンジフィルターの化学適合性

Millex^®親水性PTFEシリンジフィルターは、ポリプロピレンハウジングとPTFEメンブレンを備えており、用途にかかわらず幅広い化学適合性を示します。次の表は、Millex^®親水性PTFEシリンジフィルターで一般的に使用される溶媒と溶液を示しています。

図. Millex®で一般的に使用される溶媒と溶液

Millex^®親水性PTFEシリンジフィルターに対する分析対象化合物の低吸着性

シリンジフィルターによる分析対象化合物の吸着は、分析用途における結果の精度を歪める可能性があります。0.45 µm（図2）と0.2 µm（図3）の両方のMillex^®親水性PTFEシリンジフィルターを使用して、4つの異なる低分子の分析対象化合物を含む溶液をろ過しました。捕捉率に関する結果を、他ベンダーの同等のフィルターと比較しました。Millex^®親水性PTFEシリンジフィルターは、分析対象化合物の吸着率が低く、低分子の回収率が90%以上となっており、他社製の同等のフィルターの性能に匹敵するか、それを上回っています。

図2 さまざまなベンダーの0.45 µm親水性PTFEシリンジフィルターの低分子吸着率の比較

図3 さまざまなベンダーの0.2 µm親水性PTFEシリンジフィルターの低分子吸着率の比較

Millex^®親水性PTFEシリンジフィルターの精密な孔径

メンブレンの平均的な孔の直径を示す孔径値からは、特定のサイズの粒子をろ過するメンブレンの能力がわかります。細孔径を決定するための業界標準のテストはありませんが、細孔径の正確さは、多くのアプリケーションにとって、また分析対象物の結合を防ぐ上で重要です。

Millex^®シリンジフィルターの孔径は、バブルポイントテストによって検証されます。バブルポイントテストでは、バブルポイントと孔径の逆相関を使用して、メンブレンの最大孔径を決定します。他ベンダーの同等のフィルターと比較して、Millex^®親水性PTFEシリンジフィルターの孔径の精度を確認するため、粒子捕捉試験を実施しました（図4）。

図4 さまざまなベンダーの0.45 µm親水性PTFEシリンジフィルターの粒子捕捉率の比較

既知の濃度の0.24 µmまたは0.5 µmの粒子を含んだ溶液を0.45 µmの親水性PTFEシリンジフィルターでろ過して、最終ろ液の粒子濃度を測定し、各フィルターの平均粒子捕捉率を判定しました。公称孔径の0.45 µmでは、0.24 µmの粒子はフィルターを通過してろ液に溶出するのに対し、0.5 µmの粒子はフィルターに捕捉されます。図4に示すように、他ベンダーのシリンジフィルターはいずれも、0.45 µmの公称孔径にもかかわらず、0.24 µmの粒子に対して80%以上の捕捉率を示しました。このことは、実際のメンブレンの孔径が、ベンダー各社が提示している公称孔径よりもはるかに小さいことを示唆しており、流量の低下、圧力の上昇のほか、下流のHPLC分析の問題につながる可能性があります。Millex^®シリンジフィルターの孔径は精密なため、毎回優れたろ過結果を確実に得ることができます。