filtrering er en simpel teknik, der bruges til at adskille faste partikler fra suspension i en flydende opløsning. Der er mange filtreringsmetoder til rådighed, men alle er baseret på det samme generelle princip: en heterogen blanding hældes over en filtermembran. Filtermembranen har porer af en bestemt størrelse. Partikler, der er større end porerne, vil ikke være i stand til at passere gennem membranen, mens partikler, der er mindre end porerne, vil passere uhindret. Derudover vil alle væsker passere igennem., Det endelige resultat af en filtreringsproces er en samling af rester på filtreringsmembranen. Denne rest adskilles derfor effektivt fra resten af blandingen, der passerede gennem membranen.

filtreringsprocessen kan formidles af tyngdekraften. Dette er den enkleste måde at opnå en adskillelse på. Et almindeligt eksempel er filterpapiret, der bruges i dryppekaffemaskiner., Kaffegrunde er større end porerne i kaffefilteret, så de forbliver på plads, mens det varme vand kan afhente kaffeolier, smag og koffeinmolekyler og rejse gennem til gryden nedenfor.

Variationer i filtreringsprocessen

I laboratoriet, er det ofte umuligt at vente med for alvor at adskille en blanding. I disse tilfælde kan vi bruge en filtreringsproces, der anvender et vakuum til at trække væsken og små partikler gennem porerne i filtreringsmembranen., Sugningen af vakuumet forbedrer filtreringsprocessen i høj grad. Tilsvarende kan en filtreringscentrifuge anvendes til hurtigt at adskille en blanding. Centripetal / centrifugalkraften i centrifugen skubber væsken og små partikler gennem filtermembranen, mens de store partikler forbliver., Nogle filter membraner er designet til at bevare den ønskede partikler over membranen (porestørrelse mindre end den ønskede population, men større end de forurenende stoffer), mens andre membraner er designet til at give den ønskede befolkningen gennem (pore størrelsen større end den ønskede population, men mindre end de forurenende stoffer).

det vigtigste trin i filtreringsprocessen er at bestemme størrelsen på den partikel, du forsøger at adskille. Derefter kan du vælge en filtermembran med en passende porestørrelse., Filtermembraner kan være ekstremt små i størrelsesordenen mikrometer, hvilket er omkring størrelsen af en individuel celle. Filtreringsprocessen bør vælges med det formål at opretholde levedygtigheden af adskilte produkter. For eksempel er brugen af vakuumfiltrering helt fint for kemiske produkter, men er muligvis ikke optimal til celleisolering. Størrelsen og polydispersiteten af submicrometerpartikler kan hurtigt måles via lysspredningsteknikker. Dette vil give en generel ide om den membranstørrelse, der kræves til filtreringsprocessen., Hvis en prøve af nanopartikler er for polydisperse, hvilket betyder, at partiklerne alle er forskellige størrelser, kan filtrering være en nem måde at adskille nanopartiklerne i mere monodisperse fraktioner. Nogle applikationer kan have brug for et mere tæt kontrolleret diameterområde af nanopartikler, og en simpel filtreringsproces kan forenkle den samlede synteseprocedure.

når det kommer til cellefiltrering, kan en vacumn eller centrifuge lægge for meget kraft på cellerne og kan forårsage skade på cellemembranen., Biomagnetisk separation kan anvendes i stedet for en langvarig filtreringsproces for celleseparation og populationsberigelse. Fordelene ved biomagnetisk adskillelse omfatter specificitet, hastighed og produktets levedygtighed. De superparamagnetiske nanopartikler, der anvendes i biomagnetisk adskillelse, er let overfladefunktionaliserede til specifikt at målrette mod en bestemt celle, substrat eller molekyle. En anden stor fordel ved biomagnetisk adskillelse er separationshastighed og cellelevedygtighed., Det er vigtigt at bemærke, at disse fordele kun ses med Velkonstruerede separationsstativer, der producerer en homogen kraft i hele arbejdsvolumen. En korrekt konstrueret biomagnetiske adskillelse rack vil ikke forårsage cell lysis eller brister, fordi den kraft, der virker på cellerne, er de samme i hele den erhvervsaktive volumen; celler tættest på væggene i kolben, vil ikke opleve en højere magnetisk kraft end dem, der er tættest på det indre.

en Anden variation i filtrering er kold filtrering. Man kan også kalde dette en separationsproces., Koldfiltrering udføres ved kolde temperaturer, opløsningen kan afkøles i et isbad, og filtreringsapparatet afkøles også. Dette gør det muligt at danne små krystaller for nem fjernelse. For eksempel anvendes denne teknik til filtrering af øl. Filtrering ved kolde temperaturer gør det muligt at fjerne krystaller af proteiner og gærpartikler fra ølet.

Varmfiltrering er også en variation af filtrering. Til varm filtrering opvarmes tragten eller filtreringsapparatet gennem hele processen, ligesom prøven., Målet er at holde alt varmt nok til at holde opløsningen flydende, for at filtrere eventuelle urenheder, når det passerer gennem et filter. En ideel tragt at bruge til dette vil ikke indeholde en stamme, for at eliminere chancen for, at krystaller dannes når som helst og bremse processen. Når prøven køler ned, kan den krystallisere igen, nu i en mere ren tilstand.

den optimale filtreringsproces afhænger altid af de eksperimentelle parametre og mål., Disse kan variere på tværs af eksperimentelle og industrielle scenarier, men det grundlæggende i filtreringsprocessen forbliver det samme; det er vigtigt at karakterisere målpopulationen og kende størrelsen på de partikler, der filtreres. Det er vigtigt at vælge en filtreringsmembran med en ordentlig porestørrelse for at bevare målet, mens de uønskede forurenende stoffer filtreres ud. .