क्षेत्र प्रवाह विभाजन

फील्ड-फ्लो फ्रैक्शनेशन, संक्षिप्त एफएफएफ, एक पृथक्करण तकनीक है जिसमें एक स्थिर चरण नहीं होता है। यह तरल क्रोमैटोग्राफी के समान है क्योंकि यह तनु विलयनों या विलेय के निलंबन पर काम करता है। एक लंबे और संकीर्ण चैनल के माध्यम से पंप किए गए नमूने के परिवहन की दिशा में एक क्षेत्र (हाइड्रोलिक, केन्द्रापसारक, थर्मल, विद्युत, चुंबकीय, गुरुत्वाकर्षण, ...) को लागू करके पृथक्करण प्राप्त किया जाता है। क्षेत्र नमूना घटकों पर एक बल लगाता है जो उन्हें चैनल की दीवारों में से एक की ओर केंद्रित करता है, जिसे संचय दीवार कहा जाता है। बल नमूने की एक संपत्ति के साथ परस्पर क्रिया करता है, जिस पर अलगाव होता है, दूसरे शब्दों में क्षेत्र द्वारा लगाए गए बल के तहत उनकी भिन्न गतिशीलता पर। एक उदाहरण के रूप में, हाइड्रोलिक, या क्रॉस-फ्लो एफएफएफ विधि के लिए, संपत्ति ड्राइविंग अलगाव अनुवाद संबंधी प्रसार गुणांक या हाइड्रोडायनामिक आकार है। एक थर्मल क्षेत्र के लिए (एक दीवार को गर्म करना और दूसरी को ठंडा करना), यह थर्मल और ट्रांसलेशनल डिफ्यूजन गुणांक का अनुपात है।

अनुप्रयोग और पता लगाने के तरीके
एफएफएफ सामान्य मोड में उप-माइक्रोन रेंज (1 एनएम से कई माइक्रोन तक) या तथाकथित स्टेरिक मोड में 50 माइक्रोन तक लागू होता है। सामान्य से स्टेरिक मोड में संक्रमण तब होता है जब प्रसार एक माइक्रोन से ऊपर के आकार में नगण्य हो जाता है। एफएफएफ घुलनशील मैक्रोमोलेक्यूल्स और कणों या कोलाइड्स दोनों को कवर करने वाले आकारों की विस्तृत गतिशील रेंज में अद्वितीय है, जिन्हें एक विश्लेषण में अलग किया जा सकता है।

विशिष्ट अनुप्रयोग उच्च दाढ़ द्रव्यमान वाले पॉलिमर और बहुलक कंपोजिट, नैनो कण, औद्योगिक और पर्यावरण दोनों, वायरस और वायरस जैसे कण, लिपिड नैनोकण, बाह्य कोशिकीय और अन्य प्रकार के जैविक नमूने हैं।

एफएफएफ को एचपीएलसी या एसईसी से ज्ञात सभी प्रकार के डिटेक्टरों के साथ जोड़ा जा सकता है। तरल क्रोमैटोग्राफी के लिए एफएफएफ की समानता के कारण, चैनल के माध्यम से गुजरने वाले तरल मोबाइल चरण के तरीकों में, सबसे आम डिटेक्टर वे हैं जो एलसी के लिए भी उपयोग किए जाते हैं। इसकी गैर-विनाशकारी प्रकृति के कारण सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला एक यूवी डिटेक्टर है। बहुकोणीय प्रकाश प्रकीर्णन के साथ युग्मन एल्यूटिंग अंशों के आकार की गणना करने और एफएफएफ सिद्धांत के माध्यम से प्राप्त मूल्यों की तुलना करने की अनुमति देता है। उच्च विशिष्टता और संवेदनशीलता के साथ धात्विक नैनोकणों की विशेषता के लिए एक अन्य लोकप्रिय विशिष्ट पहचान आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री है।

लाभ
एफएफएफ जटिल और विषम नमूनों का एक भौतिक पृथक्करण प्रदान करता है, जो संभावित रूप से आकार-बहिष्करण क्रोमैटोग्राफी जैसी अन्य पृथक्करण विधियों द्वारा वर्णित नहीं किया जा सकता है। क्योंकि कोई स्थिर चरण नहीं है, सतहों या स्तंभ पैकिंग सामग्री के साथ कम संपर्क होता है। जुदाई क्षेत्र की ताकत को संशोधित करके जुदाई ट्यून करने योग्य है। FFF एक कोमल विधि है और नाजुक नमूनों पर शारीरिक तनाव नहीं डालती है और सर्वोत्तम नमूना स्थिरता को देखते हुए वाहक समाधान को सिलवाया जा सकता है। एफएफएफ के पास एक अच्छी तरह से काम किया गया सिद्धांत है जिसका उपयोग परीक्षण और त्रुटि प्रयोगों की श्रृंखला के बिना अलगाव की स्थिति खोजने और इष्टतम परिणाम तक पहुंचने के लिए किया जा सकता है। एफएफएफ सिद्धांत से नमूना अंशों के भौतिक मापदंडों की जानकारी निकालना भी संभव है, हालांकि लगभग सभी उपयोगकर्ता प्रकाश प्रकीर्णन डिटेक्टरों पर निर्भर करते हैं ताकि नमूना अंशों के आकार को माप सकें।

सीमाएं
FFF छोटे अणुओं के लिए काम नहीं करता, क्योंकि उनका तेजी से प्रसार होता है। एक प्रभावी जुदाई के लिए, नमूना संचय दीवार (10 माइक्रोन से कम दूरी) के बहुत करीब केंद्रित होना चाहिए, जिसके लिए बल क्षेत्र की वजह से बहाव वेग की आवश्यकता होती है जो प्रसार गुणांक की तुलना में परिमाण के दो आदेश अधिक होते हैं। एफएफएफ चैनल में अधिकतम क्षेत्र शक्ति उत्पन्न की जा सकती है जो जुदाई के निचले आकार की सीमा को निर्धारित करती है। वर्तमान इंस्ट्रूमेंटेशन के लिए यह लगभग 1 एनएम है।

हालांकि एफएफएफ एक अत्यंत बहुमुखी तकनीक है, लेकिन सभी अनुप्रयोगों के लिए कोई एक आकार सभी विधियों के अनुकूल नहीं है। विभिन्न एफएफएफ विधियों के लिए विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है। वर्तमान में केवल तथाकथित असममित प्रवाह क्षेत्र प्रवाह अंशांकन | असममित प्रवाह क्षेत्र-प्रवाह अंशांकन (AF4) का व्यापक उपयोग हुआ है। केन्द्रापसारक, थर्मल या इलेक्ट्रिकल एफएफएफ जैसी अन्य विधियों का अभी भी एक आला अस्तित्व है।

एफएफएफ कॉलम क्रोमैटोग्राफी से अलग व्यवहार करता है और एचपीएलसी या एसईसी उपयोगकर्ताओं के लिए प्रति-सहज ज्ञान युक्त हो सकता है। विधि के सफल अनुप्रयोग के लिए FFF के कार्य सिद्धांत को समझना महत्वपूर्ण है।

खोज और सामान्य सिद्धांत
FFF को पहली बार 1966 में जे. कैल्विन गिडिंग्स द्वारा तैयार और प्रकाशित किया गया था और 1976 में उन्होंने फ्लो-एफएफएफ पर प्रकाशित किया जो आज की सबसे महत्वपूर्ण एफएफएफ तकनीक है। एफएफएफ के आविष्कार का श्रेय गिडिंग्स, यूटा विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर और क्रोमैटोग्राफी और जुदाई तकनीकों के विशेषज्ञ थे। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, क्षेत्र-प्रवाह अंशांकन में क्षेत्र हाइड्रोलिक ढाल (संचय दीवार के रूप में अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से एक क्रॉस प्रवाह के साथ), गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र, केन्द्रापसारक बल, थर्मल ढाल, विद्युत क्षेत्र या चुंबकीय क्षेत्र हो सकता है। सभी मामलों में, अलगाव की ताकतों के साथ एक स्थिर संतुलन में, क्षेत्र की ताकतों के तहत कण गतिशीलता में अंतर से पृथक्करण तंत्र उत्पन्न होता है: क्षेत्र एक नीचे की ओर बहाव वेग और संचय दीवार की ओर एकाग्रता को प्रेरित करता है, प्रसार इसके खिलाफ काम करता है कम और अधिक घनत्व के बीच में एक घुले हुए पदार्थ का जमाव। एक निश्चित समय के बाद (विश्राम का समय कहा जाता है) दोनों बल एक स्थिर संतुलन में संतुलित हो जाते हैं। यह एक कण बादल के रूप में सबसे अच्छी तरह से देखा जाता है, जिसमें सभी घटक निरंतर गति में होते हैं, लेकिन औसत एकाग्रता की एक घातीय कमी के साथ चैनल में संचय दीवार से दूर जा रहा है। समुद्र तल से ऊपर जाने वाले वायु दाब में कमी में वही घातीय कमी होती है जो बैरोमेट्रिक सूत्र में वर्णित है। विश्राम प्राप्त करने के बाद, चैनल प्रवाह सक्रिय होने के साथ ही रेफरेंस शुरू हो जाता है। पतली चैनल में (विशिष्ट ऊंचाई 250 से 350 माइक्रोन) एक परवलय लैमिनार प्रवाह| लामिना-प्रवाह-वेग प्रोफ़ाइल मौजूद है, जो संचय दीवार से बढ़ती दूरी के साथ प्रवाह वेग की एक मजबूत वृद्धि की विशेषता है। यह चैनल की दीवार से इसकी संतुलन स्थिति के आधार पर एक विशेष कण के वेग को निर्धारित करता है। संचय दीवार के करीब के कण ऊपर की ओर जाने वाले अन्य कणों की तुलना में धीमी गति से पलायन करेंगे। द्रव के औसत वेग के लिए कण की एक प्रजाति के वेग के अनुपात को प्रतिधारण अनुपात R कहा जाता है। FFF में कुशल पृथक्करण के लिए, R को 0.2 से नीचे होना चाहिए, विशिष्ट मान 0.02 से 0.1 की सीमा में हैं।

सिद्धांत और विधि
क्षेत्र प्रवाह विभाजन में पृथक्करण एक चैनल में होता है। यह एक ऊपर और नीचे के ब्लॉक से बना होता है जो एक स्पेसर द्वारा अलग किया जाता है। स्पेसर में एक कट-आउट (आयताकार या ट्रैपोज़ाइडल) होता है जो चैनल वॉल्यूम बनाता है क्योंकि स्पेसर को ब्लॉक के बीच सील कर दिया जाता है। वैकल्पिक रूप से, चैनल को कैविटी के रूप में शीर्ष ब्लॉक में मिलाया जा सकता है। चैनल को एक तरह से बल क्षेत्र के अनुप्रयोग की अनुमति देने के लिए इंजीनियर किया गया है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक FFF विधि के लिए एक समर्पित चैनल की आवश्यकता होती है। नमूना चैनल में एक पतला समाधान या निलंबन में इंजेक्ट किया जाता है और इनलेट से आउटलेट तक माइग्रेशन के दौरान अलग हो जाता है क्योंकि वाहक समाधान चैनल के माध्यम से पंप किया जाता है। चैनल आउटलेट के डाउनस्ट्रीम में एक या कई डिटेक्टर रखे गए हैं जो एल्यूटिंग अंशों का विश्लेषण करते हैं।

गिडिंग्स और सहकर्मियों ने सामान्य प्रतिधारण समीकरण का वर्णन करने वाला एक सिद्धांत विकसित किया है जो सभी एफएफएफ विधियों के लिए सामान्य है।

प्रतिधारण समय के लिए बल (एफ) से संबंधित (टीr)
विभाजक बल क्षेत्र और प्रतिधारण समय के बीच संबंध पहले सिद्धांतों से प्राप्त किया जा सकता है। एफएफएफ चैनल के भीतर दो कण आबादी पर विचार करें। क्रॉस फ़ील्ड दोनों कण बादलों को निचली संचय दीवार की ओर ले जाता है। इस बल क्षेत्र का विरोध करना कणों का प्राकृतिक प्रसार या ब्राउनियन गति है, जो एक काउंटर एक्टिंग मोशन पैदा करता है। जब ये दो परिवहन प्रक्रियाएँ संतुलन तक पहुँचती हैं तो कण सघनता c संचय दीवार के ऊपर उन्नयन x के घातीय कार्य तक पहुँचती है जैसा कि समीकरण में दिखाया गया है ($$).

$$ \ell$$ कण बादल की विशेषता ऊंचाई का प्रतिनिधित्व करता है। यह औसत ऊंचाई से संबंधित है जो कण बादल चैनल के भीतर पहुंचता है और केवल जब के लिए मूल्य $$\ell$$ कण आबादी अलग होने के लिए अलग है। $$ \ell$$ प्रत्येक घटक का वें> प्रत्येक व्यक्तिगत कण पर लागू बल या प्रसार गुणांक डी और बहाव वेग यू के अनुपात से संबंधित हो सकता है।

k बोल्ट्जमैन स्थिरांक है, T परम तापमान है और F बल क्षेत्र द्वारा एकल कण पर लगाया गया बल है। इससे पता चलता है कि कैसे विशेषता ऊंचाई मान लागू बल पर व्युत्क्रमानुपाती होता है। इसलिए, F पृथक्करण प्रक्रिया को नियंत्रित करता है। इसलिए, क्षेत्र की ताकत को अलग-अलग करके अलगाव को इष्टतम स्तर प्राप्त करने के लिए नियंत्रित किया जा सकता है।

अणुओं के एक बादल का वेग वी केवल एक परवलयिक प्रवाह प्रोफ़ाइल में सन्निहित घातीय वितरण का औसत वेग है।

अवधारण समय, टीr के रूप में लिखा जा सकता है:

जहाँ L चैनल की लंबाई है।

FFF में प्रतिधारण को आमतौर पर प्रतिधारण अनुपात के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है, जो शून्य समय t है0 (एक अनुरेखक का उद्भव) अवधारण समय टी से विभाजितr. अवधारण समीकरण तब बन जाता है:

कहाँ $$ \lambda$$ है $$ \ell$$ डब्ल्यू, चैनल मोटाई या ऊंचाई से विभाजित। केटी/एफ के स्थान पर प्रतिस्थापित करना $$ \ell$$ लगाए गए क्रॉस बल के संबंध में अवधारण अनुपात को दर्शाता है।

एक कुशल संचालन के लिए चैनल मोटाई मान w कहीं अधिक है $$\ell$$. जब ऐसा होता है तो कोष्ठक में शब्द एकता की ओर अग्रसर होता है। इसलिए, समीकरण 5 का अनुमान इस प्रकार लगाया जा सकता है:

इस प्रकार टीr लगभग F के समानुपाती है। कण बैंड X और Y का पृथक्करण, परिमित वेतन वृद्धि ∆t द्वारा दर्शाया गया हैr उनके अवधारण समय में, केवल तभी प्राप्त किया जाता है जब बल वृद्धि ∆F उनके बीच पर्याप्त हो। केवल 10 के बल में एक अंतर-16 N इस स्थिति के लिए आवश्यक है।

F और ∆F का परिमाण कण के गुणों, क्षेत्र की शक्ति और क्षेत्र के प्रकार पर निर्भर करता है। यह तकनीक की विविधताओं और अनुकूलन के लिए अनुमति देता है। इस मूल सिद्धांत से एफएफएफ के कई रूप अलग-अलग लागू किए गए अलग-अलग बल की प्रकृति और अणु आकार में सीमा के अनुसार अलग-अलग विकसित हुए हैं, जिनके लिए उन्हें लक्षित किया गया है।

फ्रैक्टोग्राम
एफएफएफ में कॉलम क्रोमैटोग्राफी तकनीकों के क्रोमैटोग्राम के विपरीत समय के एक समारोह के रूप में डिटेक्टर संकेतों का प्रदर्शन फ्रैक्टोग्राम कहा जाता है। एफएफएफ सिद्धांत और/या डिटेक्टर संकेतों का उपयोग करके विश्लेषण के एक या कई भौतिक गुणों के वितरण प्लॉट में फ्रैक्टोग्राम को परिवर्तित किया जा सकता है। यह आकार, दाढ़ द्रव्यमान, आवेश आदि हो सकता है।

अक्सर ये पदार्थ तरल बफर की एक छोटी मात्रा में प्रारंभिक रूप से निलंबित कण होते हैं और बफर द्वारा एफएफएफ चैनल के साथ धकेल दिए जाते हैं। कणों की एक विशेष प्रजाति के अलग-अलग वेग उसके आकार, उसके द्रव्यमान और/या गैर-समान प्रवाह-वेग वाले चैनल की दीवारों से उसकी दूरी के कारण हो सकते हैं। एक नमूने में विभिन्न प्रजातियों की उपस्थिति इस प्रकार लंबी चैनल के नीचे कुछ दूरी पर एक आम संपत्ति का पता लगाने के माध्यम से पहचानी जा सकती है, और परिणामी फ्रैक्टोग्राम द्वारा चोटियों द्वारा विभिन्न प्रजातियों की उपस्थिति का संकेत मिलता है, आगमन की विशेषता के अलग-अलग समय के कारण प्रत्येक प्रजाति और उसके भौतिक और रासायनिक गुण।

रूप
आज उपलब्ध अधिकांश तकनीकें लगभग 4 दशक पहले मूल रूप से प्रो. गिडिंग्स द्वारा बनाई गई तकनीकों पर आधारित हैं।

सममित प्रवाह
इन तकनीकों में FFF प्रवाह व्यावसायिक रूप से पेश किया जाने वाला पहला था। प्रवाह एफएफएफ घनत्व से स्वतंत्र, आकार के आधार पर कणों को अलग करता है और 1 एनएम से 1 माइक्रोन की सीमा में मैक्रोमोलेक्यूल को माप सकता है। इस संबंध में यह उपलब्ध सबसे बहुमुखी एफएफएफ उप-तकनीक है। फ्लो एफएफएफ में क्रॉस फ्लो चैनल के शीर्ष पर झरझरा फ्रिट के माध्यम से प्रवेश करता है, संचय दीवार (यानी नीचे की दीवार) पर एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली आउटलेट फ्रिट के माध्यम से बाहर निकलता है। पिछले दो दशकों में सममित प्रवाह को असममित प्रवाह से बदल दिया गया है।

खोखले फाइबर प्रवाह
खोखले फाइबर प्रवाह FFF (HF5) ली एट अल द्वारा विकसित किया गया था। (1974)। HF5 को प्रोटीन और अन्य मैक्रोमोलेक्यूल्स के विश्लेषण के लिए लागू किया गया है। एचएफ5 प्रवाह एफएफएफ का पहला रूप था जिसे 1974 में विकसित किया गया था। लाभ यह है कि एचएफ5 एक डिस्पोजेबल चैनल इकाई प्रदान करता है जिसे नियमित अनुप्रयोगों में आसानी से बदला जा सकता है। HF5 की कमियों में से एक झिल्ली सामग्री का सीमित विकल्प है; केवल पॉलीथर सल्फ़ोन (पीईएस) झिल्ली उपलब्ध हैं। वर्तमान में, नमूना भार में लचीलेपन की कमी और सीमाओं के कारण, एचएफ5 का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।

असममित प्रवाह
असममित प्रवाह FFF (असममित प्रवाह क्षेत्र प्रवाह विभाजन), दूसरी ओर, चैनल की निचली दीवार पर केवल एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली होती है। इसलिए, चैनल के नीचे से निकलने वाले वाहक तरल द्वारा क्रॉस फ्लो बनाया जाता है। यह अत्यंत कोमल पृथक्करण और "अल्ट्रा-ब्रॉड" पृथक्करण सीमा प्रदान करता है। उपयोग में आने वाले अधिकांश FFF उपकरण AF4 सिस्टम हैं। प्रोटीन, वायरस और वायरस जैसे कणों और लिपोसोम्स के लिए मुख्य अनुप्रयोग दवा अनुसंधान और विकास में हैं। AF4 को जलीय और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में लगाया जा सकता है, इसलिए इस तकनीक से कार्बनिक पॉलिमर को भी अलग किया जा सकता है।

उच्च तापमान असममित प्रवाह फील्ड-फ्लो फ्रैक्शनेशन 150 सी से ऊपर के तापमान पर घुलनशील उच्च और अति उच्च दाढ़ द्रव्यमान पॉलिमर के पृथक्करण के लिए उपलब्ध है।

थर्मल
थर्मल एफएफएफ, जैसा कि नाम से पता चलता है, चैनल में तापमान प्रवणता लागू करके पृथक्करण बल स्थापित करता है। शीर्ष चैनल की दीवार को गर्म किया जाता है और नीचे की दीवार को थर्मल प्रसार द्वारा ठंडी दीवार की ओर पॉलिमर और कणों को ठंडा किया जाता है। थर्मल एफएफएफ को कार्बनिक सॉल्वैंट्स में सिंथेटिक पॉलिमर को अलग करने की तकनीक के रूप में विकसित किया गया था। एफएफएफ तकनीकों के बीच थर्मल एफएफएफ अद्वितीय है जिसमें यह दाढ़ द्रव्यमान और रासायनिक संरचना दोनों द्वारा मैक्रोमोलेक्यूल को अलग कर सकता है, जिससे समान आणविक भार के साथ बहुलक अंशों को अलग करने की अनुमति मिलती है। आज यह तकनीक पॉलिमर, जैल और नैनोकणों के लक्षण वर्णन के लिए आदर्श रूप से अनुकूल है।

थर्मल एफएफएफ का एक प्रमुख लाभ पृथक्करण चैनल का सरल और बहुत अच्छी तरह से परिभाषित आयाम है, जो इंटर-लैब या इंटर-इंस्ट्रूमेंट यूनिवर्सल कैलिब्रेशन को संभव बनाता है क्योंकि थर्मल एफएफएफ अंशांकन स्थिरांक सामान्य (आणविक) प्रसार के अनुपात का बारीकी से वर्णन करते हैं। गुणांक डी से थर्मल प्रसार गुणांक (या, थर्मोफोरेटिक गतिशीलता) डीT जो केवल बहुलक पर निर्भर हैं। इसलिए, ThFFF यूनिवर्सल कैलिब्रेशन उपकरण और प्रयोगशाला हस्तांतरणीय है, जबकि प्रसिद्ध आकार बहिष्करण क्रोमैटोग्राफी यूनिवर्सल कैलिब्रेशन केवल उसी उपकरण पर बहुलक-हस्तांतरणीय है।

स्प्लिट फ्लो थिन-सेल फ्रैक्शनेशन
स्प्लिट फ्लो थिन-सेल फ्रैक्शनेशन (SPLITT) एक विशेष प्रारंभिक FFF तकनीक है, जो निरंतर आधार पर µm-आकार के कणों को अलग करने के लिए गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करती है। SPLITT को चैनल की शुरुआत में शीर्ष इनलेट में तरल युक्त नमूना पंप करके किया जाता है, साथ ही साथ एक वाहक तरल को नीचे इनलेट में पंप किया जाता है। दो इनलेट धाराओं और दो आउटलेट धाराओं के प्रवाह दर अनुपात को नियंत्रित करके, पृथक्करण को नियंत्रित किया जा सकता है और नमूने को दो अलग-अलग आकार के अंशों में अलग किया जा सकता है। पृथक्करण बल के रूप में अकेले गुरुत्वाकर्षण का उपयोग SPLITT को सबसे कम संवेदनशील FFF तकनीक बनाता है, जो 1 माइक्रोमीटर से ऊपर के कणों तक सीमित है।

केन्द्रापसारक
केन्द्रापसारक एफएफएफ में, पृथक्करण क्षेत्र एक केन्द्रापसारक बल के माध्यम से उत्पन्न होता है। चैनल एक रिंग का रूप लेता है, जो रोटेशन की गति से घूमता है जिसे रन के दौरान प्रोग्राम किया जा सकता है। प्रवाह और नमूने को चैनल में पंप किया जाता है और अपकेंद्रित्र किया जाता है, जिससे ऑपरेटर द्रव्यमान (आकार और घनत्व) द्वारा कणों को हल करने की अनुमति देता है। केन्द्रापसारक FFF का लाभ उच्च आकार के रिज़ॉल्यूशन में निहित है जिसे लागू बल को अलग करके प्राप्त किया जा सकता है, क्योंकि कण आकार तीसरी शक्ति के कण द्रव्यमान के समानुपाती होता है। केन्द्रापसारक एफएफएफ द्वारा प्रस्तुत अद्वितीय लाभ पर्याप्त उत्प्लावक घनत्व को देखते हुए उच्च संकल्प के लिए तकनीक की क्षमता से आता है। यह आकार में केवल 5% अंतर वाले कणों को अलग करने की अनुमति देता है।

केन्द्रापसारक एफएफएफ का लाभ यह है कि कणों और मैक्रोमोलेक्यूल्स को केवल कण आकार के बजाय कण घनत्व से अलग किया जा सकता है। इस उदाहरण में, सोने और चांदी के नैनोकणों में घनत्व में अंतर के अनुसार, दो समान आकार के सोने और चांदी के नैनोकणों को दो चोटियों में अलग किया जा सकता है, AF4 पृथक्करणों में द्रव्यमान और समय का अनुपात 1:1 है। केन्द्रापसारक एफएफएफ में घनत्व के तीसरे पैरामीटर को जोड़ने के साथ, यह द्रव्यमान के अधिक समान अनुपात पैदा करता है: तीन की शक्ति के लिए समय। इसके परिणामस्वरूप चोटियों के बीच काफी बड़ा अंतर होता है और परिणामस्वरूप बहुत बेहतर रिज़ॉल्यूशन होता है। यह नए उत्पादों के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है, जैसे मिश्रित सामग्री और नैनोकणों वाले लेपित पॉलिमर, यानी कण जो आकार में भिन्न नहीं हो सकते हैं लेकिन जो घनत्व में भिन्न होते हैं। इस तरह दो समान आकार के कणों को अभी भी दो चोटियों में अलग किया जा सकता है, बशर्ते कि घनत्व अलग हो।

विधि की सीमा आकार की निचली सीमा में निहित है जो नमूने के घनत्व पर निर्भर करती है। विशेष रूप से जैविक नमूनों के लिए, सीमा 20 से 50 एनएम व्यास के क्रम में है।

इलेक्ट्रिकल
विद्युत FFF में एक अनुप्रस्थ विद्युत धारा (DC) लगाई जाती है जो एक विद्युत क्षेत्र बनाती है। नमूना घटकों के प्रभार के आधार पर, एक इलेक्ट्रोफोरेटिक गतिशीलता बहाव वेग प्रेरित होता है, जो ब्राउनियन गति से प्रसार द्वारा प्रतिसादित होता है, इसलिए पृथक्करण इलेक्ट्रोफोरेटिक गतिशीलता और आकार के अनुपात पर निर्भर करता है। विद्युत FFF का उपयोग सीमित कर दिया गया है और वर्तमान में इसका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। अन्य संशोधन विकसित किए गए हैं, अर्थात् चक्रीय विद्युत FFF जहां एक विशेष प्रत्यावर्ती धारा लागू होती है। यह वैद्युतकणसंचलन गतिशीलता के अनुसार अलग करने की अनुमति देता है। एक और भिन्नता विद्युत विषम प्रवाह एफएफएफ (ईएएफ 4) है, जहां एक क्रॉस फ्लो फील्ड के अतिरिक्त एक विद्युत क्षेत्र लागू होता है। EAF4 शुद्ध विद्युत FFF की सीमा को पार करता है जिसका रिज़ॉल्यूशन खराब होता है और इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों और बुलबुले से ग्रस्त होता है जो चैनल के बहिर्वाह को दूषित करता है और डिटेक्टर सिग्नल से समझौता करता है।