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过滤法样品制备

过滤类型(按粒径)对比图表

过滤是一种分离技术,可根据物理或化学性质浓缩或纯化物质。这是被许多实验室采用的一种简单常规方法,可用于从溶液中去除不溶颗粒,准备分析样品。过滤可用于减少样品的复杂成分、提高粘性样品澄清度并减少背景信号,从而提高分析检测信噪比。

根据采取的不同过滤方法,可基于各自的性质(例如大小、形状或电荷)分离颗粒物或分子。通过过滤器的液体称为“滤液”,收集或截留的物质称为“截留物”或“残留物”。

  • 反渗透(离子分离)技术使用半透膜或半透屏障对离子或分子进行分离。在高于渗透压的压力作用下,溶剂从高溶质浓度区域渗透到低溶质浓度区域。从而能够截留颗粒物和大部分的有机物质,以及99%以上的盐类物质。反渗透膜的截留率根据对氯化钠的截留量进行衡量(典型值为<0.001 µm, <100 Daltons)
  • 超滤(大分子分离)技术根据粒径从液体中分离出颗粒物和溶解分子。超滤技术常用于浓缩、分馏、脱盐和缓冲液置换。其性能以标称分子量限值 (NMWL) 进行衡量,典型值在1-1000 kDa之间。
  • 微孔过滤(微滤)技术能够根据粒径对颗粒和细菌、细胞等生物体进行分离和去除,常用于颗粒截留/过滤以及灭菌。微孔孔径大小通常在0.025-10 µm之间,并且以标称值(~98%截留度)或绝对值(尺寸等于孔径大小典型值时的100%截留度)进行衡量。
  • 澄清过滤器能够根据粒径对大型颗粒、聚集体和残渣进行截留和过滤,常于预过滤和颗粒分析。可以作为微滤前的预过滤。 澄清过滤器的孔径通常大于5 µm。截留。

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常见的过滤应用

  • 一般颗粒物去除
  • 分析技术应用(如HPLC、UHPLC、离子色谱、气相色谱和溶出度试验)样品制备
  • 细胞培养添加剂灭菌
  • 蛋白质、核酸和聚合物浓缩
  • 样品生物分子分离
  • 缓冲液制备
  • 纯水

在进行灵敏的色谱分析(如HPLC和LC-MS)之前,过滤是必不可少的样品制备步骤。样品中的颗粒物可能堵塞色谱柱或色谱柱头,或在色谱图上产生污染峰(“鬼峰”),从而干扰液相色谱、气相色谱和离子色谱分析。正确过滤样品、溶剂和缓冲液有助于生成更高质量、更一致的分析结果。此外,这一处理还可延长仪器的正常运行时间,延长色谱柱寿命。

过滤工艺类型和操作步骤

现有多种不同过滤介质成分的过滤器,各自专为特定应用而设计。过滤器选择取决于几个因素,包括:

  • 需要滤出或滤过的粒子或分子大小
  • 样品的化学组分
  • 过滤介质与样品或溶液的相容性
  • 样品粘度

过滤器可由不同类型的材料制成,如纸、布、棉绒、石棉、矿棉或玻璃棉、素陶、砂石或其他多孔材料。膜滤器通常由合成聚合物制成(例如,亲水化PTFE、PVDF、尼龙、PES)。

可施加不同作用力加速过滤。还可利用过滤器和漏斗的自重(在针头过滤时手动进行)或通过离心力加速过滤。在负压过滤过程中,会利用真空泵经过滤器快速抽出流体。