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애플리케이션분석 화학Sample Preparation여과법을 사용한 시료 전처리

여과법을 사용한 시료 전처리

입자 크기별 여과 유형 비교 도표

여과는 물리적 또는 화학적 특성에 기반하여 물질을 농축하거나 정제하는 데 사용되는 분리 기술입니다. 여과는 용액에서 불용성 입자를 제거하고 분석용 시료를 전처리하기 위해 많은 실험실에서 사용하는 간단하고 일반적인 방법입니다. 여과는 시료의 복잡성을 줄이고, 점성이 있는 시료의 선명도를 향상시키며, 백그라운드 신호를 감소시켜 분석물 시험에서 신호 대 잡음 비율을 증가시키는 데 사용됩니다.

사용하는 여과 방법에 따라 크기, 모양 또는 전하 등의 특성에 따라 입자 또는 분자가 분리됩니다. 필터를 통과한 액체를 '여과액'라고 하며, 수거 또는 보유되는 물질을 '잔류물' 또는 '잔여물'이라고 합니다.

  • 역삼투(이온 분리)는 반투막 또는 장벽을 사용하여 이온이나 분자를 분리합니다. 가해진 압력이 삼투압을 이겨내고 용매가 고장액에서 저장액으로 이동하도록 힘을 가합니다. 역삼투는 미립자를 제외한 높은 비율의 유기물 및 > 99%의 염을 배척합니다. 일반적인 멤브레인 등급은 염화나트륨 보유(<0.001 µm, <100 달톤)를 기반으로 합니다.
  • 한외여과(고분자 분리)는 입자 크기에 따라 입자와 용해된 분자를 액체에서 분리합니다. 한외여과는 농축, 분획, 탈염, 완충액 교환에 사용됩니다. 일반적인 등급은 1~1000kDa 사이의 공칭 분자량 한계(NMWL)입니다.
  • 미세소공여과(미세여과)는 입자 크기를 기준으로 박테리아와 세포 같은 생물체를 분리/제거하기 때문에 입자 보유/배제 및 멸균에 사용됩니다. 공극 크기는 일반적으로 0.025~10µm 사이이며 공칭(~98% 보유) 또는 절대(공극 크기 등급과 동일한 크기의 100% 보유) 등급으로 분류됩니다.
  • 정화 필터는 크기에 따라 대형 입자, 침전물, 이물질을 보유/제거하기 때문에 사전 여과 및 입자 분석에 사용됩니다. 정화 필터는 미세여과 전에 일차 여과 단계로 사용될 수 있습니다. 정화 필터는 일반적으로 공극 크기가 > 5µm 이상의 보유 등급을 가집니다.

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일반적인 여과 애플리케이션

  • 일반 입자 제거
  • HPLC, UHPLC, 이온 크로마토그래피, 가스 크로마토그래피, 용해 시험과 같은 분석 기술용 시료 전처리
  • 세포 배양 첨가물 멸균
  • 단백질, 핵산, 폴리머 농축
  • 시료에서 생체 분자 분리
  • 완충액 전처리
  • 정수

여과는 HPLC와 LC-MS와 같이 민감한 크로마토그래피 분석 전에 필수적인 검체 전처리 단계입니다. 시료에 들어있는 미립자는 컬럼 또는 칼럼 헤드를 막거나 크로마토그램에서 오염물질 피크("고스트 피크")를 생성함으로써 액체, 가스 및 이온 크로마토그래피 분석을 방해할 수 있습니다. 시료, 용매, 완충액을 적절히 여과하면 고품질의 보다 일관성 있는 분석 결과를 얻을 수 있습니다. 또한 기기 가동 시간을 늘리고 컬럼의 수명을 연장합니다.

여과 공정 및 절차 유형

각기 다른 여과 미디어 구성을 가진 많은 필터가 있으며, 각 필터는 특정 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 필터 선택은 다음과 같이 여러 요인에 따라 달라집니다.

  • 배제되거나 포함되는 입자 또는 분자의 크기
  • 시료의 화학적 성분
  • 시료 또는 용액과 여과 미디어의 호환성
  • 시료 점성도

필터는 종이, 천, 면모, 석면, 슬래그 또는 유리모, 초벌 도기, 모래 또는 기타 다공성 물질과 같이 다양한 종류의 재료로 만들 수 있습니다. 멤브레인 필터는 보통 합성 폴리머(예: 친수성 PTFE, PVDF, 나일론, PES)로 만들어집니다.

여과 과정을 실행하기 위해 다른 힘이 가해질 수 있습니다. 여과는 필터와 깔때기를 이용한 단순 중력에 의해, 주사기 여과에서처럼 수동으로 또는 원심력에 의해 실행될 수 있습니다. 진공 구동 여과에서, 필터를 통해 액체를 빠르게 끌어당기기 위해 진공 펌프를 사용합니다.





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