Nanorészecske ultraszűrés
- Nanorészecskék tisztítása és előállítása
- Ultraszűrési technikák a nanorészecskék elválasztásában, tisztításában és koncentrálásában
- Ultraszűrési technikák a nanorészecskék elválasztásában, tisztításában és koncentrálásában
- Membránok kiválasztása nanorészecske-alkalmazásokhoz
- Következtetések
- Kapcsolódó termékek
- Hivatkozások
Nanorészecskék tisztítása és előállítása
A nano-méretű részecskék (NP-k) a bioképalkotás, a bioszenzorálás, a célzott gyógyszeradagolás és a terápiás szerek szabályozott felszabadítása szempontjából fontos rendszerekké fejlődtek. A nanorészecskék hatékony gyűjtése és előállítása kritikus fontosságú a nanoanyagok gyártásában. Az ultraszűrést (UF) széles körben alkalmazták a nanorészecskék szintézis utáni előállítására és tisztítására (1. ábra).1 A szűrést történelmileg nyomás alatti ultraszűrő berendezésekkel (pUF) végezték. A centrifugális ultraszűrési technikák (cUF) bevezetése lehetővé tette, hogy a nanorészecskék előállítása és tisztítása során kisebb térfogatokkal lehessen dolgozni.
1. ábra.Az ultraszűrés alkalmazása a nanorészecskék előállításában és tisztításában.
A nanorészecskéket szerves vagy szervetlen anyagokból, polimerekből és fémekből lehet előállítani. Az ilyen felületi funkcionalizálás specifikus biofunkciókat kölcsönöz és fokozza a biológiai kompatibilitást a biológiai alkalmazáshoz.2 A mágneses nanorészecskék, kvantumpontok, fém nanorészecskék, szilika nanorészecskék és polimer nanorészecskék biomedicinális jelentőséggel bírnak.3 Sok nanorészecske nem használható közvetlenül a gyártás után. A vizes mátrixú készítmények tartalmazhatnak nem kötött hatóanyagot, amelyet el kell távolítani. A lizátokból, testfolyadékokból, szérumokból, pufferekből, médiumokból és egyéb reagensekből származó biomolekulák, vegyi anyagok és egyéb szennyeződések további elkülönítésre szorulhatnak. Néhányuk káros hatást gyakorol a környező biológiai környezetre.3 A nanorészecskék koncentrálásának, dúsításának, mosásának és tisztításának megbízható módszerei elengedhetetlenek.
Ultraszűrési technikák a nanorészecskék elválasztásában, tisztításában és koncentrálásában
A centrifugális ultraszűrőberendezések a nanorészecskék méret szerinti tisztítására, mosására és koncentrálására használhatók. Az Amicon® Ultra és Centricon® Plus centrifugális ultraszűrő berendezések, valamint az Amicon® Pro tisztítórendszer, amely lehetővé teszi az egyidejű mosást és koncentrálást, felhasználható:
- Nanorészecskék elválasztása és tisztítása
- Nanorészecskék koncentrálása
- Nanorészecskék dúsítása
- Sótalanítás
- Puffercsere
- Funkcionalizálás utáni tisztítás li>A bőséges fehérjék eltávolítása
Nagyobb mintamennyiségek nyomásalapú ultraszűrésére (pUF) az Amicon® keverőcellák megfelelő Ultracel® szűrőkorong membránnal kombinálva használhatók. Az Amicon® kevert cellák kíméletes ultraszűrési módszert biztosítanak.
A primer szűrést követően a nanorészecskék tovább centrifugálhatók mosás és puffercsere céljából, vagy újrakoncentrálhatók. A visszatartott vagy áthaladó oldott anyagok összegyűjthetők és elemezhetők a nanorészecskék tisztaságának, a kapszulázás hatékonyságának, a kötődésnek és a gyógyszerkoncentrációnak a meghatározásához.
Membrán kiválasztása nanorészecske-alkalmazásokhoz
A molekulák ultraszűrés során történő elválasztása és koncentrálása a méretkizáráson alapul. A biomolekulák nagy többségének molekulatömege 500 000 Da-nál kisebb, és a nanorészecskék jól illeszkednek ebbe a kategóriába. Az Amicon® Ultra centrifugális ultraszűrő egységek, a Centricon® Plus centrifugális ultraszűrő egységek nagyobb térfogatokhoz, valamint az Amicon® Pro tisztítórendszerek egyidejű mosáshoz és koncentráláshoz a szűrőmembránjuk által meghatározott névleges molekulatömeghatárokkal (NMWL) rendelkeznek, amelyek egy olyan részecskeméret-határértéket jeleznek, ahol >a részecskék 90%-a visszatartásra kerül. Ezeket a szűrőrendszereket 3000, 10 000, 30 000, 50 000 és 100 000 Da membrán NMWL-értékekkel kínálják. A megfelelő membránpórusméret kiválasztása egy adott nanorészecskemérethez és alkalmazáshoz zavaró lehet, amint azt a közzétett cikkek áttekintése is mutatja (2. ábra).
2. ábra.A közzétett membránméretek összehasonlítása nanorészecske-típusonként. A membrán pórusméretét mind a nanorészecskeméret, mind az alkalmazás (pl. tisztítás komplex mintából, koncentrálás, puffercsere, sótalanítás) alapján kell kiválasztani.
Az ultraszűrési módszer és a membrán pórusméretének kiválasztásakor figyelembe veendő tényezők:
- Nanorészecskeméret: A méret megbecsülhető a közzétett forrásokból, vagy olyan mérési technikákkal, mint a mikroszkópia, a lézerdiffrakció és a dinamikus fényszórás.
- A fő elválasztási célpontok mérete az oldatban: Az elválasztandó fehérjék, antitestek, gyógyszerek, vegyi anyagok és egyéb részecskék mérete befolyásolja a membránméret kiválasztását.
- Mintatérfogat: A ≤0,5 ml-től 70 ml-ig terjedő feldolgozási térfogatok kompatibilisek a centrifugális ultraszűrő (cUF) eszközökkel. Nagyobb térfogatoknál előnyös lehet a nyomás alatti ultraszűrő (pUF) eszközök használata.
A nanorészecskék visszatartásához a szűrőmembrán molekulatömegének határértékének kisebbnek kell lennie, mint a nanorészecskének (~2-szer kisebbnek, mint a nanorészecske molekulatömege), de elég nagynak ahhoz, hogy a kisebb komponenseket átszűrje.
Conclusions
A centrifugális ultraszűrés (cUF) és a nyomásos ultraszűrés (pUF) fontos szerepet játszik a nanorészecskék tisztításában és előállításában. A nanorészecskék ultraszűrésének alkalmazásai közé tartozik az elválasztás, koncentrálás, puffercsere, gyógyszer-monitorozás, valamint a színezékek, enzimek és nem kötött komponensek eltávolítása a nanorészecske-készítményekből. Számos publikáció idézi az Amicon® és Centricon® centrifugális ultraszűrő berendezések, valamint az Amicon® kevert cellák nyomásos ultraszűrésre való hasznosságát a nanorészecskék és makromolekulák tisztításában és koncentrálásában. Mivel a szennyeződések lehetnek ionosak, molekulárisak vagy részecskék, az optimális szűrőválasztás jelentős különbséget jelenthet a hozam, a reprodukálható eredmények és a szűrlet minősége szempontjából. Az Amicon® és Centricon® szűrőegységek Ultracel® regenerált cellulóz szűrőmembránt tartalmaznak, amelynek összetett szerkezete eltávolítja a mintából azokat a szennyeződéseket, amelyek befolyásolhatják a kritikus biológiai és kémiai meghatározásokat, a későbbi elemzéseket és a vizsgálatok teljesítményét. Az ultraszűrési technikák elvégzik a laboratóriumi méretű nanorészecske-készítmények elválasztási, tisztítási és dúsítási lépéseit. Mind a centrifugális ultraszűrési (cUF), mind a nyomásos ultraszűrési (pUF) eljárások gyors, egyszerű és hatékony módot biztosítanak a nanoanyagok elkülönítésére a kisebb alkotóelemektől és a szűrletbe jutó folyadéktól. A fizikai összetétel, a méret és az alak fontos jellemzők, amelyeket figyelembe kell venni a szűrő kiválasztásakor. Az Amicon® portfólió a nanorészecskék tisztítására és előállítására szolgáló ultraszűrő membráneszközök széles választékát kínálja.
Hivatkozások
Az olvasás folytatásához jelentkezzen be vagy hozzon létre egy felhasználói fiókot.
Még nem rendelkezik fiókkal?