Szűrés egy egyszerű technika, amelyet külön szilárd részecskék felfüggesztés folyékony oldat. Számos szűrési módszer áll rendelkezésre, de mindegyik ugyanazon az Általános elven alapul: heterogén keveréket öntünk egy szűrőmembránra. A szűrőmembrán egy adott méretű pórusokkal rendelkezik. A pórusoknál nagyobb részecskék nem képesek átjutni a membránon, míg a pórusoknál kisebb részecskék akadálytalanul áthaladnak. Ezenkívül minden folyadék áthalad., A szűrési folyamat végeredménye a szűrőmembrán maradékának gyűjteménye. Ezt a maradékot tehát hatékonyan elválasztják a membránon áthaladó keverék többi részétől.

a szűrési folyamatot a gravitációs erő közvetíti. Ez a legegyszerűbb módja az elválasztás elérésének. Gyakori példa a csepegtető kávéfőzőkben használt szűrőpapír., A kávéfőzők nagyobbak, mint a kávészűrő pórusai, így a helyükön maradnak, míg a forró víz felveheti a kávéolajokat, ízeket és koffeinmolekulákat, és átjuthat az alábbi edénybe.

A szűrési folyamat variációi

a laboratóriumban gyakran nem célszerű várni, hogy a gravitáció elválassza a keveréket. Ezekben az esetekben olyan szűrési eljárást alkalmazhatunk, amely vákuumot alkalmaz a folyadék és a kis részecskék húzására a szűrőmembrán pórusain keresztül., A vákuum szívása nagymértékben javítja a szűrési folyamat sebességét. Hasonlóképpen szűrőcentrifuga is használható a keverék gyors elválasztására. A centrifuga centripetális / centrifugális ereje a folyadékot és a kis részecskéket a szűrőmembránon keresztül tolja, miközben a nagy részecskék megmaradnak., Néhány szűrőmembránt úgy terveztek, hogy megtartsa a kívánt részecskéket a membrán felett (pórusméret kisebb, mint a kívánt populáció, de nagyobb, mint a szennyező anyagok), míg más membránokat úgy terveztek, hogy lehetővé tegyék a kívánt populációt (pórusméret nagyobb, mint a kívánt populáció, de kisebb, mint a szennyező anyagok).

a szűrési folyamat legfontosabb lépése a szétválasztani kívánt részecske méretének meghatározása. Ezután kiválaszthat egy megfelelő pórusméretű szűrőmembránt., A szűrőmembránok rendkívül kicsiek lehetnek, mikrométerek sorrendjében, ami egy adott sejt mérete körül van. A szűrési folyamatot az elválasztott termékek életképességének fenntartása érdekében kell kiválasztani. Például a vákuumszűrés használata tökéletesen megfelel a vegyi termékeknek, de nem feltétlenül optimális a sejtszigeteléshez. A submikrométer részecskék mérete és polidispersitása gyorsan mérhető a fény szórási technikáival. Ez általános képet ad a szűrési folyamathoz szükséges membránméretről., Ha a nanorészecskék mintája túl polidiszperzis, ami azt jelenti, hogy a részecskék különböző méretűek, akkor a szűrés egyszerű módja lehet a nanorészecskék több monodiszpersz frakcióra történő elválasztásának. Egyes alkalmazásokhoz szorosabban szabályozott átmérőjű nanorészecskékre lehet szükség, és egy egyszerű szűrési folyamat egyszerűsítheti az Általános szintézis eljárását.

amikor a sejtszűrésről van szó, a vacumn vagy a centrifuga túl nagy erőt gyakorolhat a sejtekre, és károsíthatja a sejtmembránt., A biomágneses szétválasztás hosszú szűrési folyamat helyett használható a sejtek szétválasztására és a populáció dúsítására. A biomágneses szétválasztás előnyei közé tartozik a specifitás, a sebesség és a termék életképessége. A biomágneses elválasztásban használt szuperparamágneses nanorészecskék könnyen felületi funkcionálisak, hogy kifejezetten egy adott sejtet, szubsztrátot vagy molekulát célozzanak meg. A biomágneses szétválasztás másik nagy előnye az elválasztás sebessége és a sejtek életképessége., Fontos megjegyezni, hogy ezeket az előnyöket csak olyan jól megtervezett elválasztó állványokkal látják el, amelyek homogén erőt termelnek az egész munkamennyiségben. Egy megfelelően megtervezett biomagnetic szétválasztás rack nem okoz sejt lízis vagy tele, mert kifejtett erő a sejtek ugyanaz, teljes hasznos térfogat; sejtek legközelebb a falak, a lombik nem tapasztal egy magasabb mágneses erő, mint azok, legközelebb a belső.

a szűrés másik változata a hideg szűrés. Ezt elválasztási folyamatnak is nevezhetjük., A hideg szűrést hideg hőmérsékleten végezzük, az oldatot jégfürdőben lehűtjük, a szűrőberendezést pedig lehűtjük. Ez lehetővé teszi a kis kristályok kialakulását a könnyű eltávolítás érdekében. Például ezt a technikát használják a sör szűrésére. A hideg hőmérsékleten történő szűrés lehetővé teszi a fehérjék és az élesztő részecskék kristályainak eltávolítását a sörből.

a forró szűrés szintén a szűrés variációja. A forró szűréshez a tölcsért vagy a szűrőberendezést az egész folyamat során felmelegítik, mint a minta., A cél az, hogy mindent melegen tartson ahhoz, hogy az oldat folyékony maradjon, hogy kiszűrje a szennyeződéseket, amikor áthalad egy szűrőn. Az ehhez használható ideális tölcsér nem tartalmaz szárat, így a kristályok bármikor kialakulhatnak, és lassíthatják a folyamatot. Amikor a minta lehűl, újra kristályosodhat, most tisztább állapotban.

az optimális szűrési folyamat mindig a kísérleti paraméterektől és céloktól függ., Ezek különböző kísérleti és ipari forgatókönyvekben változhatnak, de a szűrési folyamat alapjai változatlanok maradnak; fontos a célpopuláció jellemzése és a szűrt részecskék méretének ismerete. A megfelelő pórusméretű szűrőmembrán kiválasztása elengedhetetlen a cél megtartásához, miközben kiszűrjük a nem kívánt szennyeződéseket. .