อนุภาคนาโน Ultrafiltration
Section Overview
- การฟอกอนุภาคนาโนและการผลิต
- เทคนิคการกรองในการแยก Nanoparticle การทำให้บริสุทธิ์และความเข้มข้น
- การเลือกเมมเบรนสำหรับการใช้งาน Nanoparticle
- บท สรุป
- สินค้าที่เกี่ยวข้อง
การฟอกอนุภาคนาโนและการผลิต
อนุภาคขนาดนาโน (NPS) ได้พัฒนาเป็นระบบที่สำคัญสำหรับการถ่ายภาพทางชีวภาพการตรวจไบโอเซนเซอร์การจัดส่งยาเป้าหมายและการปล่อยสารบำบัดที่ควบคุมได้ การรวบรวมและการเตรียมอนุภาคนาโนที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญในการผลิตวัสดุนาโน Ultrafiltration (UF) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเตรียมและการทำให้บริสุทธิ์ของอนุภาคนาโนหลังจากการสังเคราะห์ (รูปที่ 1)1ในอดีตการกรองจะดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์กรองแรงดัน (PUF) การแนะนำเทคนิคการกรองแบบแรงเหวี่ยง (CUF) ช่วยให้สามารถทำงานกับปริมาณที่น้อยลงในการเตรียมอนุภาคนาโนและการทำให้บริสุทธิ์
รูปที่ 1การประยุกต์ใช้การกรองในการเตรียมอนุภาคนาโนและการทำให้บริสุทธิ์
อนุภาคนาโนสามารถประดิษฐ์ด้วยวัสดุอินทรีย์หรืออนินทรีย์โพลิเมอร์และโลหะ การทำงานของพื้นผิวดังกล่าวทำให้เกิดการแยกสารชีวภาพที่เฉพาะเจาะจงและช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ทางชีวภาพสำหรับการใช้งานทางชีวภาพ2 อนุภาคนาโนแม่เหล็ก, จุดควอนตัม, อนุภาคนาโนโลหะ, อนุภาคนาโนซิลิกาและอนุภาคนาโนพอลิเมอร์มีความสำคัญทางชีวการแพทย์3 อนุภาคนาโนจำนวนมากไม่สามารถใช้โดยตรงหลังจากการผลิต สูตรเมทริกซ์น้ำอาจมียาที่ไม่ได้ผูกไว้ซึ่งต้องมีการกำจัด ชีวโมเลกุลสารเคมีและสารปนเปื้อนอื่นๆจาก lysates, ของเหลวในร่างกาย, ซีรัม, บัฟเฟอร์, สื่อ, และน้ำยาอื่นๆอาจต้องแยกออกจากกันต่อไป บางชนิดก่อให้เกิดผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อมทางชีวภาพโดยรอบ3 วิธีการที่เชื่อถือได้ในการให้ความสำคัญเพิ่มคุณค่าล้างและทำให้อนุภาคนาโนบริสุทธิ์เป็นสิ่งจำเป็น
เทคนิคการกรองในการแยก Nanoparticle การทำให้บริสุทธิ์และความเข้มข้น
อุปกรณ์กรองแบบแรงเหวี่ยงสามารถใช้เพื่อทำให้บริสุทธิ์ล้างและมีอนุภาคนาโนขึ้นอยู่กับขนาด ชุดกรองอากาศแบบแรงเหวี่ยง Amicon ® Ultra และ Centronics ® Plus รวมถึง ระบบการฟอกอากาศ Amicon ® Pro ซึ่งช่วยให้สามารถล้างและเข้มข้นได้พร้อมกันสามารถใช้สำหรับ:
- การแยกอนุภาคนาโนและการทำให้บริสุทธิ์
- Nanoparticle concentration
- การเพิ่มคุณค่าของอนุภาคนาโน
- การลดความสนใจ
- Buffer exchange
- ทำความสะอาดหลังการทำงาน
- การสูญเสียโปรตีนที่อุดมสมบูรณ์
สำหรับการกรองแบบ Ultrafiltration (PUF) ที่ใช้แรงดันในปริมาณตัวอย่างที่มากขึ้น สามารถใช้ Amicon ® Stirred Cells ร่วมกับ แผ่นเมมเบรนแผ่นกรอง Ultracel ® ที่เหมาะสมได้ Amicon® Stirred Cells เป็นวิธีการที่อ่อนโยนในการกรองแบบ Ultrafiltration
หลังจากการกรองหลักอนุภาคนาโนสามารถปั่นเหวี่ยงต่อไปสำหรับการซักและการแลกเปลี่ยนบัฟเฟอร์หรือเข้มข้นอีกครั้ง สามารถเก็บและวิเคราะห์โซลูชันที่เก็บไว้หรือผ่านเพื่อกำหนดความบริสุทธิ์ของอนุภาคนาโนประสิทธิภาพการห่อหุ้มการผูกมัดและความเข้มข้นของยา
การเลือกเมมเบรนสำหรับการใช้งาน Nanoparticle
การแยกและความเข้มข้นของโมเลกุลในระหว่างการกรองจะขึ้นอยู่กับการแยกขนาด ชีวโมเลกุลส่วนใหญ่มีน้ำหนักโมเลกุลน้อยกว่า 500,000 Da, และอนุภาคนาโนพอดีกับประเภทนี้. ชุดกรองแบบแรงเหวี่ยง Amicon ® Ultra, ชุดกรองแบบแรงเหวี่ยง Centralicon ® Plus สำหรับปริมาตรที่มากขึ้นและ ระบบการทำให้บริสุทธิ์ Amicon ® Pro สำหรับการซักและความเข้มข้นพร้อมกันได้ระบุขีดจำกัดน้ำหนักโมเลกุล (NMWL) ที่กำหนดโดยเมมเบรนของตัวกรองซึ่งระบุว่ามีการกักเก็บอนุภาคขนาดอนุภาคไว้ที่ > 90 เปอร์เซ็นต์ ระบบกรองเหล่านี้มีเมมเบรน NMWL 3,000 000 50,000 30 10 000 และ 100,000 Da การเลือกขนาดรูพรุนของเมมเบรนที่เหมาะสมสำหรับขนาดอนุภาคนาโนและการใช้งานที่เฉพาะเจาะจงอาจทำให้เกิดความสับสนตามที่ได้จากการสำรวจบทความที่เผยแพร่ (รูปที่ 2)
รูปที่ 2การเปรียบเทียบขนาดของเมมเบรนที่เผยแพร่ตามประเภทอนุภาคนาโน ควรเลือกขนาดรูพรุนของเมมเบรนตามขนาดและการใช้งานของอนุภาคนาโน (เช่นการทำให้บริสุทธิ์จากตัวอย่างที่ซับซ้อนความเข้มข้นการแลกเปลี่ยนบัฟเฟอร์การแยกเกลือออก)
ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกวิธีการกรองแบบพิเศษและขนาดรูพรุนของเมมเบรน:
- Nanoparticle size: ขนาดสามารถประมาณได้จากแหล่งที่เผยแพร่หรือโดยเทคนิคการวัดเช่นกล้องจุลทรรศน์การกระจายแสงเลเซอร์และการกระจายแสงแบบไดนามิก
- ขนาดของเป้าหมายการแยกที่สำคัญในสารละลาย: ขนาดของโปรตีนแอนติบอดียาเสพติดสารเคมีและอนุภาคอื่นๆที่ต้องแยกออกจากกันจะส่งผลต่อการเลือกขนาดของเมมเบรน
- Sample volume: ปริมาณการ ≤เนินการตั้งแต่ 0.5 มล. ถึง 70 มล. สามารถใช้ร่วมกับอุปกรณ์การกรองแบบแรงเหวี่ยง (CUF) ได้ ปริมาณที่มากขึ้นอาจได้รับประโยชน์จากการใช้อุปกรณ์กรองความดัน (PUF)
เพื่อรักษาอนุภาคนาโนน้ำหนักโมเลกุลที่ถูกตัดออกจากเมมเบรนกรองจะต้องมีขนาดเล็กกว่าอนุภาคนาโน (~ 2 เท่ามีขนาดเล็กกว่าน้ำหนักโมเลกุลของอนุภาคนาโน) แต่มีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้ส่วนประกอบขนาดเล็กสามารถกรองผ่านได้
บทสรุป
การกรองแบบแรงเหวี่ยง (CUF) และการกรองความดัน (PUF) มีบทบาทสำคัญในการทำให้บริสุทธิ์และเตรียมอนุภาคนาโน การใช้งานสำหรับการกรองอนุภาคนาโนได้แก่การแยกความเข้มข้นการแลกเปลี่ยนบัฟเฟอร์การตรวจสอบยาและการกำจัดสีย้อมเอนไซม์และส่วนประกอบที่ไม่ถูกผูกไว้จากการเตรียมอนุภาคนาโน สิ่งพิมพ์จำนวนมากอ้างถึงประโยชน์ของ อุปกรณ์การกรองแบบแรงเหวี่ยง Amicon ® และ Centric ® รวมถึง เซลล์ที่ถูกกวนด้วย Amicon ® สำหรับการกรองความดันในอนุภาคนาโนและการทำให้บริสุทธิ์และความเข้มข้นของโมเลกุลขนาดใหญ่ เนื่องจากสิ่งสกปรกอาจเป็นไอออนโมเลกุลหรืออนุภาคตัวเลือกตัวกรองที่เหมาะสมที่สุดสามารถสร้างความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในผลผลิตผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้และคุณภาพการกรอง ชุดกรอง Amicon ® และ Centric ® ประกอบด้วย เมมเบรนฟิลเตอร์เซลลูโลสที่สร้างขึ้นใหม่ของ Ultracel ® ซึ่งมีโครงสร้างที่ซับซ้อนช่วยขจัดสิ่งสกปรกออกจากตัวอย่างที่อาจส่งผลกระทบต่อการพิจารณาทางชีวภาพและเคมีที่สำคัญการวิเคราะห์ปลายน้ำและประสิทธิภาพการวิเคราะห์ เทคนิคการกรองแบบ Ultrafiltration ทำขั้นตอนการแยกทำความสะอาดและเพิ่มความสมบูรณ์สำหรับการเตรียมอนุภาคนาโนในห้องปฏิบัติการ กระบวนการกรองแบบแรงเหวี่ยง (CUF) และการกรองความดัน (PUF) ให้วิธีที่รวดเร็วง่ายและมีประสิทธิภาพในการแยกวัสดุนาโนออกจากส่วนประกอบขนาดเล็กและของเหลวที่ผ่านเข้าไปในตัวกรอง องค์ประกอบทางกายภาพขนาดและรูปร่างเป็นคุณลักษณะที่สำคัญที่ต้องพิจารณาในการเลือกตัวกรอง กลุ่มผลิตภัณฑ์ Amicon ® นำเสนออุปกรณ์เมมเบรนกรองหลายชนิดสำหรับการฟอกและการผลิตอนุภาคนาโน