Chuẩn bị mẫu bằng phương pháp lọc

Tùy thuộc vào phương pháp lọc được áp dụng, các hạt hoặc phân tử sẽ được tách ra dựa trên các đặc tính như kích thước, hình dạng hoặc điện tích. Chất lỏng đi qua bộ lọc được gọi là “dịch lọc”, còn chất được thu thập hoặc giữ lại là “chất giữ lại” hoặc “cặn”.

• Thẩm thấu ngược (tách ion) tách các ion hoặc phân tử bằng cách sử dụng màng bán thấm hoặc rào cản. Áp suất được áp dụng vượt qua áp suất thẩm thấu và buộc dung môi di chuyển từ vùng có nồng độ chất tan cao sang vùng có nồng độ chất tan thấp. Lọc thẩm thấu ngược loại bỏ một tỷ lệ cao các chất hữu cơ (ngoài các hạt rắn) và >99% muối. Đánh giá tiêu chuẩn của màng thường dựa trên khả năng giữ lại natri clorua (<0,001 µm, <100 Dalton)
• Siêu lọc (phân tách đại phân tử) tách các hạt và phân tử hòa tan khỏi chất lỏng dựa trên kích thước hạt. Siêu lọc được sử dụng để cô đặc, phân đoạn, khử muối và trao đổi đệm. Thông số kỹ thuật tiêu biểu là giới hạn trọng lượng phân tử danh nghĩa (NMWL) từ 1-1000 kDa.
• Lọc vi lỗ (microfiltration) được sử dụng để giữ lại/loại bỏ hạt và tiệt trùng vì nó tách/loại bỏ các hạt và thực thể sinh học, như vi khuẩn và tế bào, dựa trên kích thước hạt. Kích thước lỗ thông thường nằm trong khoảng 0,025–10 µm và được đánh giá là danh nghĩa (~98% giữ lại) hoặc tuyệt đối (100% giữ lại các hạt có kích thước bằng với kích thước lỗ).
• Bộ lọc làm trong được sử dụng để lọc sơ bộ và phân tích hạt vì chúng giữ lại/loại bỏ các hạt lớn, các chất kết tụ và các mảnh vụn dựa trên kích thước. Chúng có thể được sử dụng như một bước lọc chính trước khi lọc vi sinh. Bộ lọc làm trong thường có kích thước lỗ lọc >5 µm. được giữ lại.

Các ứng dụng lọc phổ
biến

• Loại bỏ hạt nói chung
• Chuẩn bị mẫu cho các kỹ thuật phân tích như HPLC, UHPLC, sắc ký ion, sắc ký khí và thử nghiệm hòa tan
• Khử trùng các chất phụ gia nuôi cấy tế bào
• Tập trung protein, axit nucleic và polymer
• Tách các phân tử sinh học trong mẫu
• Chuẩn bị dung dịch đệm
• Lọc nước

Lọc là bước chuẩn bị mẫu thiết yếu trước khi tiến hành phân tích sắc ký nhạy cảm, chẳng hạn như HPLC và LC-MS. Các hạt trong mẫu có thể gây nhiễu cho các phân tích sắc ký lỏng, khí và ion bằng cách làm tắc nghẽn cột hoặc đầu cột, hoặc tạo ra các đỉnh nhiễm bẩn (“đỉnh ma”) trên sắc ký đồ. Việc lọc mẫu, dung môi và dung dịch đệm đúng cách sẽ mang lại kết quả phân tích chất lượng cao hơn và nhất quán hơn. Nó cũng giúp tăng thời gian hoạt động của thiết bị và kéo dài tuổi thọ cột.

Các loại quy trình và thủ tục lọc

Có nhiều loại bộ lọc với thành phần vật liệu lọc khác nhau, mỗi loại được thiết kế cho các ứng dụng cụ thể. Việc lựa chọn bộ lọc phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm:

• Kích thước của các hạt hoặc phân tử cần loại bỏ hoặc giữ lại
• Thành phần hóa học của mẫu
• Tính tương thích của vật liệu lọc với mẫu hoặc dung dịch
• Độ nhớt của mẫu

Bộ lọc có thể được làm từ các loại vật liệu khác nhau, chẳng hạn như giấy, vải, bông gòn, amiăng, xỉ hoặc bông thủy tinh, đồ gốm không tráng men, cát hoặc các vật liệu xốp khác. Bộ lọc màng thường được làm từ các polyme tổng hợp (ví dụ: PTFE, PVDF, nylon, PES đã được hydrophilized).

Có thể áp dụng các lực khác nhau để thúc đẩy quá trình lọc. Quá trình lọc có thể được thực hiện bằng trọng lực đơn giản bằng cách sử dụng bộ lọc và phễu, bằng tay như trong lọc bằng ống tiêm, hoặc bằng lực ly tâm. Trong quá trình lọc bằng chân không, máy bơm chân không được sử dụng để hút chất lỏng qua bộ lọc một cách nhanh chóng.