膜过滤系统：水处理必备设备及操作流程

(一)膜过滤法在食源性致病菌检测中的应用

食品微生物检验中用到的过滤膜为超滤膜,超滤的过程以压力为推动力,利用不同孔径对液体中溶质进行分离的物理筛分过程。其截断分子量一般为6000到50万,孔径为几十到几百纳米,操作压0.2～0.6 MPa。当溶液体系经由水泵超滤器时,在滤器内的超滤膜表面发生分离,溶剂(水)和其他小分子量溶质透过具有不对称微孔结构的滤膜,大分子溶质和微粒(如蛋白质、病毒、细菌、胶体等)被滤膜阻留,从而达到分离、提纯和浓缩的目的。

膜过滤法在食源性致病菌检测中的应用主要为水质监测“膜过滤法”检测,即采用0.45μm的灭菌微孔过滤膜将水中的微量微生物截流在膜上,进行微生物富集,再将膜置于相应培养基上在适当的培养条件下进行培养。传统上,水中微生物的过滤富集是采用“抽滤杯膜过滤”方式的“布氏漏斗+配套真空泵的抽滤瓶”设备,目前大多已被膜过滤系统设备所取代,已成为遵照国家标准《GB/T 8538-2016饮用天然矿泉水检验方法》进行桶装水中微生物检测(大肠菌群、铜绿假单胞菌)的必备实验器材;该设备也可广泛用于制药行业,可对制药行业中的过程水控制,液体原料和最终灭菌前的产品微生物限度进行检验。　微电子行业,是微电子厂中对水进行微生物监测的理想选择。食品饮料行业可用于检测瓶装水,啤酒,白酒,果汁和其他软饮料以及再生产过程中用到的液体原料。此外还可用于湖泊河流等环境水中的致病微生物富集检验和公共场所空调水中军团菌检验等场合。目前市场主要品牌有美国密里博、德国赛多利斯、台湾洛科、杭州吉沃等。

(二)膜过滤系统操作程序

1.产品厂家及型号

厂家：德国密理博,型号：Milliflex®-PLUS过滤装置。

2.产品特点

2.1　即用性：无须烦琐的准备过程,Milliflex过滤器是预先灭菌的,整合式的设计使得检验易于进行,无须繁杂的清洗、包装、灭菌以及仪器的无菌处理过程。

2.2　更加可靠的检验结果：由于Milliflex的独特设计,使您在微生物检验过程中无菌进行膜操作和膜转移过程,因此避免了因意外的微生物的污染而导致的假阳性结果。

2.3　预装的固体和液体培养基：密里博公司提供Milliflex专用的各种微生物的选择琼脂培养基和2 mL装的选择性液体培养基,提供使用者不同的检验用途。

2.4　快速的过滤速度：由于Milliflex整合式漏斗的过滤面积是标准的47 mm过滤膜面积的2倍,因此它的过滤速度也在原来的基础上得到了很大的提高。

2.5　使用简单：Milliflex微生物检验系统使操作者在简单的培训后即可进行检验操作。

2.6　良好的微生物恢复生长率：Milliflex过滤漏斗与培养基底座的独特设计使无菌检验膜与培养基充分的接触,保证了微生物具有最大的恢复生长率。

2.7　简便的微生物技术：在Milliflex过滤漏斗的培养基的盖上有一个专门供检验者进行计数的小窗,加上带有栅格的无菌检验膜,使得生物技术更加简便和准确。

2.8　便于维护操作：Milliflex真空过滤可进行方便的自清洁过程,它的过滤漏斗是可抛弃性的,这使它的操作与维护都十分简便。

3.工作原理

根据不同微生物的体积大小,将所需检测微生物过滤在不同孔径的滤膜上。通过培养滤膜上的微生物,达到鉴别的目的。

4.主要组件参数

4.1　主要组成部分(如图2-30)：泵体;泵头;泵的外保护套;硅胶导液管(1.4　m);保护盖;DC电源插头。

图2-30　主要组成部分

4.2　不同过滤装置的泵头：Millflex-Plus过滤装置适用于密理博公司的其他的微生物过滤装置,通过可更换的泵头,仪器可适用于不同的微生物检验装置,主要有以下几种：型号Millflex、Micropresure、Sterisure、Microfil。

5.操作规程

5.1　泵头的连接

5.1.1　拿起泵头,用手压下泵头侧面的插销。

5.1.2　将泵头放置到过滤装置的称量接头处,当你面对泵的时候,将插销放置在左侧。

5.1.3　让泵头向下,直至泵头于称量接口完全接触,泵头的插销会自动将泵头索住。注意：在第一次使用泵之前,要用高温高压灭菌方能使用,详见设备维护的相关章节。

5.2　参数设定,校验,以及验证

在设备安装的时候,选择蜂鸣器功能(开或关)和重量校验功能,同时,最好将时间和容量校验功能,流速校验,真空校验同时进行。本产品的设定模式允许使用者选择蜂鸣器功能,来报告上次校验后的过滤循环数,以及总循环数,并且进入验证菜单,对遗弃的其他参数进行验证与校验。但泵体连接打印机时,设定的相关参数会被打印出来。泵体的其他功能的校验需要在每次校验时,至少是要在每3个月进行一次。在安装的时候,以上各种校验功能都要在安装的时候进行。

5.3　不同检验模式选择与设置

5.3.1　自动模式：对于常见的采样模式,样品的检验是自动进行的,程序是在其出厂时预先设定的(程序可以有1～5个,以满足客户不同的要求)。

当相应的程序被选定后,将过滤漏斗安装到Millflex-plus的泵头上,加入相应量的水样。　当相应的过滤体积的样品达到量后(50 mL±2 mL,当样品量>50 mL,误差为±5 mL),设备的铃声就会响,设备开始过滤样品,当样品量超过了设备所容许的样品量的范围后,过滤就不会自动开始了,铃声会再次响起,会在显示屏上显示过量指示,操作者可以使用手动模式进行过滤。当过滤完成后,过滤装置会自动进入干燥循环,除去多余的水分,移去过滤装置以后,过滤过程会自动结束。

5.3.2　稀释模式：当操作者定义了相应的程序后,系统可以对被定量稀释的样品进行过滤。当溶剂的体积和稀释液的体积被设定以后,先将定量的溶剂加入过滤装置,再将定量的稀释剂加入过滤装置后,机器的响铃就会响,过滤自动进行,然后释放真空,最后进行干燥过程,过滤结束。

5.3.3　手动模式：手动模式可以应用于更加复杂的过滤过程中,比如抗生素或其他溶剂的过滤冲洗过程中,操作者可以控制过滤过程中的每一个因素,可以随意控制什么时候开始,什么时候结束过滤过程。　注意：本系统是通过称量过滤装置中的液体的重量,再通过已知密度的溶液,可以计算出溶液的体积(比如水的密度在20℃时为1.00),基于这个原因,在选用一个特定程序后,要输入所过滤的溶液的密度才能进行过滤。

5.4　控制面板介绍

Millflex过滤装置有清晰地显示面板如图2-31,和容易操作的软件,直接简单地对样品进行过滤(请注意,由于本机器的显示是以整数显示的,小数通常是以逗号来表示的)。

图2-31　控制面板

显示内容在本系统启动后,显示屏显示的是先前设定的程序,如图2-32的屏幕显示,可以开始检验过程。

图2-32

5.5　初始启动设置

5.5.1　按下显示面板上ON/OFF键,启动泵体,液晶显示屏显示下列信息：“Millflex PLUS Serial N”。如果过滤装置连接打印机和计算机,显示屏上还会继续下列信息：“Date：DD MMM YY：”。

5.5.2　通过按动上下键,输入日期,显示屏上显示如下信息：“Time X：XX”。

5.5.3　通过按动上下键,输入时间,按下OK键,显示屏会显示先前选定的自动或手动程序。按下OK键,显示屏上会显示：“Tare”.

5.5.4　当显示屏上显示“Tare”时,按下“OK”键,显示屏会显示如下信息：“Remove Expendable Press start”。

5.5.5　移去泵头上的所有的东西(盖子和耗材)按下“Start”键,显示屏上显示：“Measuring......Please Waiting......”。在几秒钟后,系统会自动恢复到先前选定的手动或者自动程序,相关详细信息详见相关检验准备阶段。

5.5.6　按下“OK”键,显示屏会显示如下信息：“Tare”。

这里是程序菜单的进入点,接下来要依据下面的参数设定与验证部分。

5.6　参数设定

5.6.1　在最初启动后,当系统显示“Tare”时,使用向下键滚动菜单直到“Configuration”,按下“OK”键,显示屏上显示：“BUZZER”。

5.6.2　按下“OK”,是用箭头键来选择“Buzzer on”或者“Buzzer off”,再次按下“OK”键,屏幕上 会显示：“BUZZER”。

5.6.3　按下向下箭头,屏幕上显示：“Validation”。

5.6.4　再次按下向下箭头,显示屏上显示：“Nber total of cycle XX”。

5.6.5　按下向下箭头,显示屏上显示：“Calibration Date DD MMM YY”。(在第一次校验后,屏幕上会显示最近的一次校验的日期)。(www.xing528.com)

5.6.6　再次按下向下箭头,显示屏上显示：“Expendable Key number”。

5.6.7　再次按下向下箭头,显示屏上显示：“Export Configration”。

5.6.8　按下“OK”键,显示屏上显示：“Connect printer And press start”。

5.6.9　当确认打印机已经连接到泵上后,并且打印机中有足够的打印纸后,按下“开始键”,显示屏上 显示：“printing”。这时,打印机正在打印相关的参数信息,当打印结束后,显示屏上显示如下信息：“Export Configration”。

5.6.10　按下向下箭头,显示屏上显示软件的版本信息

5.6.11　再次按下向下箭头键,显示屏上会显示：“Buzzer”。到此时,本系统的参数设定结束。

5.7　主菜单功能操作步骤

通过主菜单可进入下列常用的功能操作。它们依次是：去皮→取样→灭菌→参数设定→输出数据,在主程序界面下按下OK键进入主菜单。显示屏将出现“去皮”(此处是主菜单的进入点)。使用上下箭头键来选择相应的功能。

5.8　去皮重

去皮重的功能是为了调整泵中的称量系统以适应不同规格的泵头。当每次更换完泵头或在装上了空的滤杯而屏幕显示不为“0”的时候都应该进行去皮重的操作。Millipore推荐在每次测试之前都进行去皮操作。

5.8.1　在显示屏显示“去皮”时按下OK键,屏幕将显示：“Remove expendable Press start”。

5.8.2　移除泵头上的任何物品(诸如盖子或其他遮盖物)按下START键,屏幕会出现：“Measuring......Please wait......”几秒钟之后将进入主程序界面并显示出上次选定的程序。

5.9　手动模式取样设定

5.9.1　在取样菜单中可选择自动取样,稀释和手动模式,操作人可以选择不同的取样程序或对自己设定的程序进行增加或删除。

5.9.2　按下OK,屏幕将显示：“Volumn OFF”。

在手动模式下,操作人可以选择是否让泵指示滤杯中样品量的多少。如果不需要泵,称量样品量的多少则按下OK键。屏幕将显示：“Manual”此处显示的是手动操作的界面(如果选择了Volumn OFF)：它表明可以开始测试了。如果要使用泵的称量功能则按向下箭头键屏幕将显示：“Volumn ON”。

5.9.3　按下OK,屏幕将显示：“Milliflex 100”。

5.9.4　如果使用Milliflex100滤杯请继续步骤,如果使用Milliflex250滤杯请按向下箭头键,屏幕会显示出：“Milliflex 250”按下OK键,屏幕会显示：“Density(g/mL)1.00”.

5.9.5　使用上下箭头键来设定被测液体的密度,按下OK键,屏幕将显示：“Mil 250/1.00”此处显示的是手动操作的界面(如果选择了Volumn ON)：它表明可以开始测试了。

5.10　自动取样的设定

5.10.1　在主菜单界面下使用上下箭头键选择Sampling,按下OK键,屏幕将显示：“Manual”。

5.10.2　按向下箭头键一次屏幕会显示：“Auto Sampling”。

5.10.3　按下OK键。屏幕将显示出上次选择的取样程序。

工厂设定的取样程序有以下几种：

MFX10　10mL水,使用Milliflex 100滤杯

MFX100　100mL水,使用Milliflex 100滤杯

MFX2×100　2×100mL水,使用Milliflex 100滤杯

RINSE3×100　3×100mL液体(淋洗用),使用Milliflex 100滤杯

MFX200　200mL水,使用Milliflex 250滤杯

注意：淋洗程序RINSE3×100将在数据输出中报告出来,但不会给过滤的样品起一个编号。另外,用户可以添加5个自定义程序以满足不同的需要。

5.10.4　使用上下箭头键来选定需要的程序,按下OK键。屏幕会显示：“select”。

5.10.5　(如果这是一个预先增加的程序并且您又想修改它,请按向下箭头键。要继续选定的程序请按下OK键。屏幕将显示选定该程序的主程序界面。例如：“MFX100 Mil 100mL”。

注意：自动取样的程序可以在测试过程当中可通过上下键进行更改而不需要退回到Sampling菜单。

5.11　稀释取样的设定

如果要对样品进行稀释后再检测,则要对样品和稀释液的体积和密度进行设定。

5.11.1　在主菜单界面下,用上下箭头键选择Sampling并按下OK屏幕将显示：“Manual”。

5.11.2　按向下箭头两次。屏幕会显示：“Cilution”。

5.11.3　按OK键屏幕会显示：“Milliflex100”。

5.11.4　通过上下箭头键来选定使用的是Milliflex100或Milliflex250滤杯。按下OK键屏幕会显示“Volumn A(mL)10”。

5.11.5　使用上下箭头键来选定Volumn A的大小(至少为10 mL)。按下OK键屏幕会显示：“Density A(g/mL)：1.00”。

5.11.6　使用上下箭头键来选定Density A。按下OK键屏幕会显示：“Volumn B(mL)90”。

5.11.7　使用上下箭头键来选定Volumn B的大小。按下OK键屏幕会显示：“Density B(g/mL)：1.00”。

5.11.8　使用上下箭头键来选定Density B。按下OK键屏幕会显示：“Valid:OK Cancel：C”。

5.11.9　按下C键可以取消先前的输入并回到Dilution界面,或者按下OK键继续。如果按下了OK键会 出现如下显示：“DILUTION LiqA 10 mL”此时可以开始测试。

6.注意事项

如果为了使用低价格的MICROFIL过滤漏斗,用MCLHEAD01过滤头取代原过滤头,则样品过滤操作步骤需增加以下：

6.1　用火焰在Microfil的支撑表面灭菌3～5 s,特别要注意支撑表面的边缘部分。

6.2　从易拉口端撕开S-Pak膜的外包装或者使用EZ-Pak分膜器打开包装并分出一张无菌膜。

6.3　镊子在火焰上灭菌并冷却,夹住膜并网格朝上地把它放置在不锈钢支撑的中央。

6.4　打开漏斗的底部包装(V型封口)。从包装的最底端取出一个漏斗。抓住漏斗的中部并小心的安装到底座上。从漏斗的上边缘按下漏斗使之牢靠地卡在底座上。

6.5　漏斗包装袋重新封好以防止空气中的微生物污染。(可以使用夹子把封口夹住)

6.6　把样品倒入漏斗中,达到设定的体积后真空泵自动开始抽滤,液体滤完后真空自动停止。

6.7　拿住漏斗边缘下方部分并慢慢地向后倾斜把它从底座上取下。接下来手向下移动并用手掌侧 面按下拨动杆,释放真空的同时也顶起了过滤膜。

6.8　使用用火焰灭过菌的镊子把膜取下。如果没有更多的同种样品需要检测,那么可以处理掉用过的漏斗。