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Preparo de amostras por filtração

Quadro comparando tipos da filtração por tamanho de partícula

A filtração é uma técnica de separação usada para concentrar ou purificar substâncias com base em suas propriedades físicas ou químicas. É um método simples e de rotina usado em muitos laboratórios para remover partículas insolúveis de soluções e para preparar amostras para análise. A filtração é usada para reduzir a complexidade da amostra, melhorar a transparência de amostras viscosas e reduzir sinais de interferência, resultando em razões sinal/ruído maiores em testes analíticos.

Dependendo do método de filtração aplicado, partículas ou moléculas são separadas com base em propriedades, como tamanho, formato ou carga. O líquido que passa pelo filtro é chamado "filtrado" e o material coletado ou retido é o "retentado" ou "resíduo".

  • A osmose reversa (separação iônica) separa íons ou moléculas usando uma membrana ou barreira semipermeável. A pressão aplicada supera a pressão osmótica e força o solvente a se mover de uma alta concentração de soluto para uma baixa concentração de soluto. A osmose reversa rejeita uma alta porcentagem de matéria orgânica, exceto particulados, e > 99% dos sais. A classificação típica das membranas é baseada na retenção de cloreto de sódio (< 0,001 µm, < 100 Daltons)
  • A ultrafiltração (separação de macromoléculas) separa partículas e moléculas dissolvidas de líquidos com base no tamanho de partícula. A ultrafiltração é usada para concentração, fracionamento, dessalinização e troca de tampão. A classificação típica é um limite nominal de peso molecular (limite de peso molecular nominal, NMWL) entre 1-1000 kDa.
  • A filtração microporosa (microfiltração) é usada para retenção/exclusão de partícula e esterilização, porque ela separa/remove partículas e entidades biológicas, como bactérias e células, com base no tamanho da partícula. Os poros, em geral, têm tamanho entre 0,025-10 µm e são classificados como nominais (~98% de retenção) ou absolutos (100% de retenção do tamanho igual à classificação do tamanho dos poros).
  • Filtros de clarificação são usados para pré-filtração e análise de partículas, porque retêm/removem partículas grandes, agregados e detritos com base no tamanho. Eles podem ser usados como uma etapa de filtração primária antes da microfiltração. Os filtros de clarificação, em geral, têm classificações de tamanhos de poros > 5 μm retidos.

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Aplicações comuns da filtração

  • Remoção geral de particulados
  • Preparo de amostras para técnicas analíticas, como HPLC, UHPLC, cromatografia iônica, cromatografia gasosa e teste de dissolução
  • Esterilização de aditivos para cultura celular
  • Concentração de proteínas, ácidos nucleicos e polímeros
  • Separação de biomoléculas em uma amostra
  • Preparo de tampões
  • Purificação de água

A filtração é uma etapa essencial de preparo de amostras antes de análises cromatográficas sensíveis, como HPLC e LC-MS. Particulados nas amostras podem interferir nas análises por cromatografia líquida, gasosa e iônica por obstrução de colunas ou cabeças de coluna, ou gerando picos de contaminantes (“picos fantasmas”) nos cromatogramas. A filtração adequada de amostras, solventes e tampões gera resultados analíticos de maior qualidade e mais consistentes. Ela também aumenta o tempo em atividade de instrumentos e prolonga a vida útil da coluna.

Tipos de processos e procedimentos de filtração

Existem muitos filtros com diferentes composições de meios de filtração, cada uma projetada para aplicações específicas. A escolha do filtro depende de vários fatores, incluindo:

  • Tamanho das partículas ou moléculas a serem excluídas ou incluídas
  • Composição química da amostra
  • Compatibilidade dos meios de filtração com a amostra ou solução
  • Viscosidade da amostra

Os filtros podem ser feitos de diferentes tipos de materiais, como papel, tecido, lã de algodão, amianto, lã de vidro ou de escória, cerâmica não vitrificada, areia ou outro material poroso. Os filtros de membrana, de modo geral, são feitos de polímeros sintéticos (p. ex., PTFE hidrofilizada, PVDF, náilon, PES).

Diferentes forças podem ser aplicadas para guiar o processo de filtração. A filtração pode ser impulsionada simplesmente pela gravidade usando um filtro e um funil, manualmente como na filtração de seringa ou por força centrífuga. Na filtração a vácuo, uma bomba a vácuo é usada para retirar rapidamente o líquido através de um filtro.





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