圖 1.超濾在奈米粒子製備和淨化中的應用。
奈米顆粒可以用有機或無機材料、聚合物和金屬製成。2 磁性納米微粒、量子點、金屬納米微粒、矽納米微粒和聚合物納米微粒具有重要的生物醫學價值。3 許多納米微粒在製造後不能直接使用。水基配方可能含有未結合的藥物，需要去除。裂解液、體液、血清、緩衝液、媒質和其他試劑中的生物分子、化學物質和其他污染物可能需要進一步分離。有些會對周圍的生物環境造成有害影響。3 濃縮、富集、清洗和純化奈米粒子的可靠方法是必要的。
超滤技术在纳米粒子分离、纯化和浓缩中的应用
离心超滤装置可用于根据尺寸纯化、洗涤和浓缩纳米粒子。Amicon® Ultra和Centricon® Plus離心式超濾裝置，以及可同時進行清洗和濃縮的Amicon® Pro純化系統，可用於以下用途：
- 奈米粒子分離與純化
- 奈米粒子濃縮
對於較大容量樣品的壓力超濾 (pUF)，Amicon® 攪拌池可與適當的 Ultracel® 過濾盤膜結合使用。Amicon® stirred cells 提供了一種溫和的超濾方法。
經過初級過濾後，納米粒子可進一步離心進行清洗和緩衝液交換，或重新濃縮。
納米粒子應用的膜選擇
超濾過程中分子的分離和濃縮是基於尺寸排阻。絕大多數生物分子的分子量都小於 500,000 Da，而奈米顆粒正好符合此類型。Amicon® Ultra離心式超濾單元、Centricon® Plus離心式超濾單元適用於較大容量，而Amicon® ；用於同時洗滌和濃縮的 Pro 純化系統，其過濾膜具有指定的標稱分子量限制 (NMWL)，表示可截留 90% 微粒的粒度截斷點。這些過濾系統的膜 NMWL 分別為 3,000、10,000、30,000、50,000 和 100,000Da。為特定納米粒子尺寸和應用選擇合適的膜孔徑可能會引起混淆，已發表文章的調查（圖 2）可證明這一點。
圖 2.按納米粒子類型比較已公佈的膜尺寸。應根據納米粒子大小和應用（如從複合樣本中純化、濃縮、緩衝物交換、脫鹽）來選擇膜孔大小。
選擇超濾方法和膜孔徑時要考慮的因素：
- 奈米粒子大小：尺寸可以從公佈的資料來源估算，或者通過顯微鏡、激光衍射和動態光散射等測量技術估算。
- 溶液中主要分離目標的尺寸：蛋白質、抗體、藥物、化學品和其他需要分離的顆粒的大小將影響膜尺寸的選擇：處理量從≤0.5 mL 到 70 mL 都與離心超濾 (cUF) 裝置相容。
要保留納米粒子，濾膜的分子量截止值需要比納米粒子小（比納米粒子的分子量小約 2 倍），但又要大到足以允許較小的成分過濾。
結論
離心超濾 (cUF) 和壓力超濾 (pUF) 在奈米粒子的純化和製備中扮演著重要的角色。納米粒子超濾的應用包括分離、濃縮、緩衝液交換、藥物監測，以及去除納米粒子製劑中的染料、酵素和未結合成分。許多著作都提到 Amicon® 和 Centricon® 離心式超濾裝置，以及用於壓力超濾的 Amicon® 攪拌池在奈米粒子和大分子純化和濃縮中的效用。由於雜質可能是離子、分子或微粒，因此最佳過濾器的選擇對產量、重複性結果和濾液品質有重大影響。Amicon® and Centricon® filter units contain an Ultracel® regenerated cellulose filter membrane, whose complex structure removes impurity from a sample that may affect critical biological and chemical determinations, downstream analysis, and assay performance.超濾技術可執行實驗室規模奈米粒子製備的分離、淨化及濃縮步驟。離心超濾 (cUF) 和壓力超濾 (pUF) 過程都提供了快速、簡單且有效的方法，將奈米材料從較小的成分和進入濾液的流體中分離出來。物理成分、尺寸和形狀是過濾器選擇時需要考慮的重要屬性。Amicon® 的產品組合提供了一系列用於奈米粒子淨化和生產的超濾膜裝置。
參考資料
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