[發(fā)明專利]使用非對稱流場流分餾方法優(yōu)化小粒子分離的方法和裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910146659.7 | 申請日： | 2009-06-09 |
| 公開（公告）號： | CN101601966A | 公開（公告）日： | 2009-12-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | P·J·懷亞特;M·H·陳;D·N·維拉潘多 | 申請（專利權(quán)）人： | 懷亞特技術(shù)公司 |
| 主分類號： | B01D61/00 | 分類號： | B01D61/00 |
| 代理公司： | 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 趙蓉民 |
| 地址： | 美國加利*** | 國省代碼： | 美國;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 使用 對稱 流場流 分餾 方法 優(yōu)化 粒子 分離 裝置 | ||
背景技術(shù)
對分離諸如高分子、病毒樣顆粒、細菌或膠體的小粒子的需 要已經(jīng)成為確定它們質(zhì)量或大小方面特征和確定其分布之前的重要任 務(wù)。近年來，最成功的可分離這些粒子的一種途徑是通過非對稱流場 流分餾裝置，即AsFFFF，或簡稱A4F。該裝置是由J.Calvin?Giddings 在他的1993?Science?paper260卷1456-1465頁中詳細描述的早期橫向流 FFF裝置的一種變體。A4F的變體被它的發(fā)明者Carl-Gustav?Wahlund 與J.Calvin?Giddings在前者1987的論文“Properties?of?an?asymmetrical flow?field-flow?fractionation?channel?having?one?permeable?wall”， Analytical?Chemistry?59，1332-39中描述。
A4F裝置包括下述元件和將這些元件結(jié)合在一起的裝置：1) 支撐可滲透液體的熔塊的底部組件結(jié)構(gòu)，通常該底部組件結(jié)構(gòu)由燒結(jié) 的無縫鋼粒子制造而成，2)位于熔塊之上的可滲透薄膜，3)具有空 腔的厚度約為75到800μm的墊片，以及4)頂部組件結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu) 一般支撐由諸如或玻璃的材料構(gòu)成的透明板。生成的夾層借助 螺栓或其他手段被結(jié)合起來。墊片內(nèi)的蹄形空腔作為通道來使用，分 離就發(fā)生在該通道中。所述頂部組件結(jié)構(gòu)包括三個孔，這些孔穿過大 體透明的板，被稱為口，這些口位于所述通道上部中心并且允許配件 附在其中。這些口是：1)靠近所述通道起點的流動相入口，而且稱為 流動相的載體液體通過該入口被泵送。2)試樣口，非常靠近且處在所 述入口的下游，被分離的等份試樣通過試樣口被引導(dǎo)到所述通道，以 及3)出口，所述已分餾的等份試樣通過該出口離開所述通道。
A4F通道被用于分離上述不同種類的粒子且粒子大小從幾納 米到幾十微米。由這種粒子組成的等份試樣的分離依次取決于所述蹄 形空腔的長度、寬度和厚度。此外，該分離取決于所述通道流速、橫 向流相對于通道流的比例、液體粘性、pH、電離度、所述粒子本身的 物理構(gòu)成以及位于所述熔塊上的可滲透薄膜種類。通過適當?shù)卦O(shè)定隨 時間變化的通道流-橫向流比例，不同種類的粒子分離可被明顯改善， 而且存在于被注入的等份試樣中的一系列大小的粒子可在同一進程中 被分離。的確，對于每一種將被分離的粒子，通過經(jīng)驗性地改變可得 到的變量，最優(yōu)分離可被開發(fā)。對于傳統(tǒng)通道，唯一不能改變的變量 是通道長度。
以往，所述A4F的通道長度大約為25到30cm，其中通道最 大寬度約為1到3cm而且沿長度逐漸減小且在末端與出口寬度差不多 寬。最近的研究認為較短長度的通道可提供一定好處，而且在此基礎(chǔ) 上，一種全新的結(jié)構(gòu)被開發(fā)且被集成到更短的A4F裝置。然而選擇單 通道的情況下，除非上述所有影響變量可被測試，否則為特定種類的 粒子提供更好分離的可能性不可能被徹底研究。因此流速對所述每一 種粒子分離的影響可通過固定通道方便地測試到，但是當前通道設(shè)計 傳統(tǒng)不允許改變長度。當前通道設(shè)計傳統(tǒng)允許在三個口位置相同的情 況下改變通道寬度和薄膜厚度。如果僅僅單通道長度可利用，幾個問 題會出現(xiàn)：是否存在產(chǎn)生的分離比任一可用的固定長度裝置產(chǎn)生的分 離更好的長度？是否存在最優(yōu)長度，該最優(yōu)長度會產(chǎn)生等同的分離但 卻需要更小的等份試樣大小？可否將從針對相同試樣的幾種不同長度 得到的結(jié)果合并起來產(chǎn)生更好的被檢測試樣特性？每一種試樣的最優(yōu) 分離是否具有相關(guān)的最優(yōu)通道長度？
本發(fā)明的基本目標是給出裝置和方法，通過裝置和方法這些 問題可被回答。分離取決于許多參數(shù)，其中一些被軟件和系統(tǒng)操作員 控制。然而，在本發(fā)明之前，一個參數(shù)即所述通道長度不能被改變。 因此本發(fā)明的進一步目標是通過在相同通道結(jié)構(gòu)內(nèi)提供不同通道長度 值來提供更大的分離靈活性，憑借分離靈活性，試樣可被更詳盡地表 示特征。
發(fā)明內(nèi)容
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