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非對稱場流分離系統(tǒng):原理、優(yōu)勢與應(yīng)用探索

更新時間:2024-10-11      點擊次數(shù):543
  非對稱場流分離系統(tǒng)(AF4)是一種先進的分離技術(shù),廣泛應(yīng)用于生物大分子、納米材料、環(huán)境污染物等領(lǐng)域的分離與表征。以下是對其原理、優(yōu)勢以及應(yīng)用領(lǐng)域的詳細探討。
 
  一、原理
 
  非對稱場流分離系統(tǒng)的基本原理基于場流分離(FFF)技術(shù),該技術(shù)于1966年由J. Calvin Giddings提出。AF4使用一個空心的、扁平的分離通道代替了傳統(tǒng)的凝膠滲透色譜柱,同時在垂直于樣品流的方向上施加一個分離力,從而實現(xiàn)對樣品的分離。在分離過程中,樣品流經(jīng)扁平通道,并受到水平和垂直兩個方向的流場作用。尺寸較小的分子受到垂直方向的作用力較小,而向扁平通道中心平移擴散;而尺寸較大的分子受到垂直方向的作用力較大,更靠近聚集壁。由于流體在扁平通道內(nèi)越靠近中心流速越快,越靠近邊緣流速越緩慢,因此尺寸較小的組分先被后端檢測器檢測到,而較大尺寸的組分隨后被檢測,從而達到分離的目的。
 
  二、優(yōu)勢
 
  無固定相:AF4沒有固定相填料,因此具有非常強大的分離能力,尺寸和分子量的分離范圍遠遠超過凝膠滲透色譜儀,非常適合超大分子量樣品、超大體積樣品的分離與分析。
 
  低剪切或無剪切效應(yīng):由于無固定相且系統(tǒng)壓力相對較低,相比傳統(tǒng)SEC/GPC技術(shù),AF4具備低剪切或無剪切效應(yīng),無需擔(dān)心與填料間相互作用,從而避免了SEC/GPC存在的剪切與吸附填料的問題。
 
  高分辨率:AF4能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)雜樣品的高分辨率分離,特別適用于生物大分子、納米材料等難以用傳統(tǒng)方法分離的樣品。
 
  靈活性:AF4的分離條件可調(diào)節(jié),通過控制不同的交叉流速、緩沖液等參數(shù),可以實現(xiàn)對不同樣品的優(yōu)化分離。
 
  三、應(yīng)用探索
 
  生物大分子分離:AF4在生物大分子分離領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用,如蛋白質(zhì)、多糖、核酸等。它可以用于測定蛋白質(zhì)制劑中不同種類聚集物的尺寸和定量測定,還可以用于分離支鏈高分子,給出沒有虛擬上升線的線性構(gòu)象圖,從而精確表征支鏈高分子。
 
  納米材料分離:AF4也是納米材料分離的重要工具。它可以實現(xiàn)對納米顆粒的高效選擇性分離和測量,并了解它們與周圍環(huán)境之間的相互作用。此外,AF4還可以與電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)等技術(shù)聯(lián)用,提供納米粒子的分離、檢測和成分分析的能力。
 
  環(huán)境污染物分析:在環(huán)境分析中,AF4可用于微塑料、有毒金屬離子等污染物的檢測與定量。其高靈敏度和高選擇性使得AF4能夠準(zhǔn)確測量這些污染物的濃度和分布,為環(huán)境保護提供有力支持。
 
  藥物研發(fā):在藥物研發(fā)領(lǐng)域,AF4可用于評估藥物輸送系統(tǒng)中納米粒子載體與生物大分子之間的相互作用情況。這有助于優(yōu)化藥物輸送系統(tǒng)的設(shè)計和性能,提高藥物的療效和安全性。
 
  綜上所述,非對稱場流分離系統(tǒng)以其原理、顯著的優(yōu)勢以及廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,在科研和工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,AF4有望在更多領(lǐng)域展現(xiàn)出其價值和潛力。
 
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