क्षेत्र प्रवाह विभाजन

प्रवाह क्षेत्र-प्रवाह विभाजन (AF4) प्रणाल अनुप्रस्थ अनुभाग, जहां प्रणाल के भीतर लैमिनार प्रवाह का वेग एक समान नहीं है। द्रव प्रवाह के वेग के साथ एक परवलयिक पतिरूप में यात्रा करता है, दीवारों से दूरी के साथ प्रणाल के केंद्र की ओर बढ़ता है। पृथक्करण प्रणाल की संचयन (नीचे) दीवार के करीब होता है

क्षेत्र-प्रवाह विभाजन, संक्षिप्त FFF, पृथक्करण तकनीक है जिसमें एक स्थिर चरण नहीं होता है। यह तरल वर्णलेखन के समान है क्योंकि यह तनु विलयनों या विलेय के निलंबन पर काम करता है। एक लंबे और संकीर्ण प्रणाल के माध्यम से उदँचन किए गए प्रतिरूप के अभिगमन की दिशा में एक क्षेत्र (द्रवचालित, केन्द्रापसारक, ऊष्मीय, विद्युत, चुंबकीय, गुरुत्वाकर्षण, ...) को लागू करके पृथक्करण प्राप्त किया जाता है। क्षेत्र प्रतिरूप घटकों पर एक बल लगाता है जो उन्हें प्रणाल की दीवारों में से एक की ओर केंद्रित करता है, जिसे संचय दीवार कहा जाता है। बल प्रतिरूप की एक विशेषता 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 परस्पर क्रिया करता है। एक उदाहरण के रूप में, द्रवचालित, या अनुप्रस्थ-प्रवाह FFF विधि के लिए, विशेषता चालन अलगाव अनुवाद संबंधी प्रसार गुणांक या द्रवगतिकीय आकार है। एक ऊष्मीय क्षेत्र के लिए (एक दीवार को गर्म करना और दूसरी को ठंडा करना), यह ऊष्मीय और स्थानांतरीय विसरण गुणांक का अनुपात है।

अनुप्रयोग और संसूचन के तरीके

FFF सामान्य वृत्ति में उप-माइक्रोन सीमा (1 nm से कई माइक्रोन तक) या तथाकथित त्रिविमी वृत्ति में 50 माइक्रोन तक लागू होता है। सामान्य से त्रिविमी वृत्ति में संक्रमण तब होता है जब प्रसार एक माइक्रोन से ऊपर के आकार में उपेक्षणीय हो जाता है। FFF घुलनशील वृहदणु और कण या कोलाइड्स दोनों को आच्छादित करने वाले आकारों की विस्तृत गतिशील सीमा में अद्वितीय है, जिन्हें एक विश्लेषण में अलग किया जा सकता है।

विशिष्ट अनुप्रयोग उच्च मोलर द्रव्यमान वाले बहुलक और बहुलक संयोजन, अतिसूक्ष्म कण, औद्योगिक और पर्यावरण दोनों, विषाणु और विषाणु जैसे कण, वसा अतिसूक्ष्मकण, बाह्य कोशिकीय और अन्य प्रकार के जैविक प्रतिरूप हैं।

FFF को एचपीएलसी या एसईसी से ज्ञात सभी प्रकार के संसूचकों के साथ जोड़ा जा सकता है। तरल वर्णलेखन के लिए FFF की समानता के कारण, प्रणाल के माध्यम से पारित होने वाले तरल गतिशील चरण के तरीकों में, सबसे सामान्य संसूचक 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 संसूचक है। बहुकोणीय प्रकाश प्रकीर्णन के साथ युग्मन एल्यूटिंग अंशों के आकार की गणना करने और FFF सिद्धांत के माध्यम से प्राप्त मूल्यों की तुलना करने की अनुमति देता है। उच्च विशिष्टता और संवेदनशीलता के साथ धात्विक अतिसूक्ष्मकणों की विशेषता के लिए एक अन्य लोकप्रिय विशिष्ट पहचान आगमनात्मक रूप से युग्मित जीवद्रव्य द्रव्यमान स्पेक्ट्रममिति है।

लाभ

FFF जटिल और विषम प्रतिरूपों का एक भौतिक पृथक्करण प्रदान करता है, जो संभावित रूप से आकार-बहिष्करण वर्णलेखन जैसी अन्य पृथक्करण विधियों द्वारा वर्णित नहीं किया जा सकता है। क्योंकि कोई स्थिर चरण नहीं है, सतहों या स्तंभ संकुलन सामग्री के साथ कम संपर्क होता है। पृथकत्व क्षेत्र की ताकत को संशोधित करके पृथकत्व समस्वरणीय करने योग्य है। FFF एक प्रतिष्ठित विधि है और दुर्बल प्रतिरूपों पर शारीरिक तनाव नहीं डालती है। FFF 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। FFF सिद्धांत से प्रतिरूप अंशों के भौतिक मापदंडों की जानकारी निकालना भी संभव है, हालांकि लगभग सभी उपयोगकर्ता प्रकाश प्रकीर्णन संसूचकों पर निर्भर करते हैं ताकि प्रतिरूप अंशों के आकार को माप सकें।

सीमाएं

FFF छोटे अणुओं के लिए काम नहीं करता, क्योंकि उनका तेजी से प्रसार होता है। एक प्रभावी पृथकत्व के लिए, प्रतिरूप 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। FFF प्रणाल में अधिकतम क्षेत्र शक्ति उत्पन्न की जा सकती है जो पृथकत्व के निचले आकार की सीमा को निर्धारित करती है। वर्तमान यंत्र विन्यास के लिए यह लगभग 1 एनएम है।

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

FFF स्तंभ वर्णकलेखन 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 प्रवाह-FFF पर प्रकाशित किया जो आज की सबसे महत्वपूर्ण FFF तकनीक है। FFF के आविष्कार का श्रेय गिडिंग्स, यूटा विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के प्राध्यापक और वर्णलेखन और पृथकत्व तकनीकों के विशेषज्ञ थे।

अनुप्राणन दिखाता है कि कैसे FFF में अलगाव एक परवलयिक प्रवाह रूपरेखा में कण प्रसार द्वारा संचालित होता है। दो प्रकार के कण दिखाए गए हैं; लाल वाले नीले वाले से छोटे होते हैं। ऊपर से एक बल लगाया जाता है (यहाँ यह एक अनुप्रस्थ प्रवाह का उपयोग असममित प्रवाह fff में किया जाता है)। इस बल के विरुद्ध कण विसरित होते हैं। नीले कणों की तुलना में औसतन छोटे लाल कण संचय दीवार के ऊपर अधिक होते हैं। अनुदैर्ध्य दिशा में उद्धरण प्रवाह को प्रवाह चिह्न के साथ दिखाया गया है जो वेग परिच्छेदिका को दर्शाता है। ऊपर कूदने वाले कणों को दूसरों की तुलना में तेज़ी से ले जाया जाता है। कई कणों और कई प्रसार चरणों की सांख्यिकीय प्रक्रिया में, लाल, छोटे कणों द्वारा गठित तोयद तेजी से पलायन करता है और धीमे नीले कणों से अलग हो जाता है।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, क्षेत्र-प्रवाह अंशांकन में क्षेत्र द्रवचालित ढाल (संचय दीवार के रूप में अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से एक अनुप्रस्थ प्रवाह के साथ), गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र, केन्द्रापसारक बल, ऊष्मीय ढाल, विद्युत क्षेत्र या चुंबकीय क्षेत्र हो सकता है। सभी स्तिथियों 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 विरूद्व काम करता है। एक निश्चित समय के बाद (विश्राम का समय कहा जाता है) दोनों बल एक स्थिर संतुलन में संतुलित हो जाते हैं। यह एक कण तोयद 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 प्रणाल 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 दाब सूत्र में वर्णित है। विश्राम प्राप्त करने के बाद, प्रणाल प्रवाह सक्रिय होने के साथ ही उद्धरण प्रारम्भ हो जाता है। पतली प्रणाल में (विशिष्ट ऊंचाई 250 से 350 माइक्रोन) एक परवलय लामिना-प्रवाह-वेग वर्णन उपस्थित है, जो संचय दीवार से बढ़ती दूरी के साथ प्रवाह वेग की एक मजबूत वृद्धि की विशेषता है। यह प्रणाल 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 प्रणाल में होता है। यह एक ऊपर और नीचे के खण्ड से बना होता है जो एक अन्तरक द्वारा अलग किया जाता है। अन्तरक में एक कट-आउट (आयताकार या समलंबी) होता है जो प्रणाल आयतन बनाता है क्योंकि अन्तरक को खण्ड के बीच बन्द कर दिया जाता है। वैकल्पिक रूप से, प्रणाल को कोष्ठ के रूप में शीर्ष खण्ड में मिलाया जा सकता है। प्रणाल 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 प्रणाल की आवश्यकता होती है। प्रतिरूप प्रणाल में एक पतला समाधान या निलंबन में अन्तःक्षेप किया जाता है और प्रवेशिका से विसर्जन केन्द्र तक स्थानांतरण के दौरान अलग हो जाता है क्योंकि वाहक समाधान प्रणाल के माध्यम से उदँचन किया जाता है। प्रणाल विसर्जन केन्द्र के अधः प्रवाह में एक या कई संसूचक 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 FFF विधियों के लिए सामान्य है।

प्रतिधारण समय के लिए बल (F) से संबंधित (t_r)

विभाजक बल क्षेत्र और प्रतिधारण समय के बीच संबंध पहले सिद्धांतों से प्राप्त किया जा सकता है। FFF प्रणाल के भीतर दो कण आबादी पर विचार करें। अनुप्रस्थ आधार दोनों कण तोयदों 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 प्रति अभिनय गति पैदा करता है। जब ये दो अभिगमन 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 (1).

$c=c_{0}e^{\frac {-x}{\ell }}$

(1)

$\ell$ कण तोयद की विशेषता ऊंचाई का प्रतिनिधित्व करता है। यह औसत ऊंचाई से संबंधित है जो कण तोयद प्रणाल के भीतर पहुंचता है और केवल तब पृथकत्व होता है जब कण आबादी के लिए $\ell$ का मान भिन्न होता है। $\ell$ प्रत्येक व्यक्तिगत कण पर लागू बल या प्रसार गुणांक डी और बहाव वेग यू के अनुपात से संबंधित हो सकता है।

$\ell ={\frac {kT}{F}}={\frac {D}{U}}$

(2)

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 तोयद का वेग वी केवल एक परवलयिक प्रवाह रूपरेखा में सन्निहित घातीय वितरण का औसत वेग है।

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

$t_{r}={\frac {L}{V}}$

(3)

जहाँ L प्रणाल की लंबाई है।

FFF में प्रतिधारण को सामान्यतः प्रतिधारण अनुपात के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है, जो अवधारण समय t_r से विभाजित शून्य समय t₀ है (एक अनुरेखक का उद्भव)। अवधारण समीकरण तब निम्न बन जाता है:

$R={\frac {t_{0}}{t_{r}}}=6\lambda [\operatorname {coth} ({\frac {1}{2\lambda }})-2\lambda ]$

(4)

जहाँ $\lambda$ $\ell$ w द्वारा, प्रणाल मोटाई या ऊंचाई से विभाजित किया जाता है। केटी/एफ के स्थान पर $\ell$ प्रतिस्थापित करना लगाए गए अनुप्रस्थ बल के संबंध में अवधारण अनुपात को दर्शाता है।

$R=6{\frac {kT}{Fw}}[\coth({\frac {Fw}{2kT}})-2{\frac {kT}{Fw}}]$

(5)

एक कुशल संचालन के लिए प्रणाल मोटाई मान w $\ell$ से कहीं अधिक है। 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:

$R=6\lambda =6{\frac {kT}{Fw}}$

(6)

इस प्रकार t_r लगभग F के समानुपाती है। कण पट्टी X और Y का पृथक्करण, परिमित वेतन वृद्धि ∆t_r द्वारा उनके अवधारण समय में दर्शाया गया है, यह केवल तभी प्राप्त किया जाता है जब बल वृद्धि ∆F उनके बीच पर्याप्त हो। बल में केवल 10^-16 N का एक अंतर 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 FFF 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

केन्द्रापसारक FFF द्रव्यमान द्वारा अलग होता है (अर्थात कण घनत्व और कण आकार का संयोजन)। उदाहरण के लिए, सोने और चांदी के घनत्व में अंतर के अनुसार, समान आकार के सोने और चांदी के अतिसूक्ष्मकणों को दो चोटियों में अलग किया जा सकता है।

FFF में स्तंभ वर्णकलेखन तकनीकों के क्रोमैटोग्राम के विपरीत समय के एक फलन के रूप में संसूचक संकेतों का प्रदर्शन फ्रैक्टोग्राम कहा जाता है। FFF सिद्धांत और/या संसूचक संकेतों का उपयोग करके विश्लेषण के एक या कई भौतिक गुणों के वितरण आलेख में फ्रैक्टोग्राम को परिवर्तित किया जा सकता है। यह आकार, मोलर द्रव्यमान, आवेश आदि हो सकता है।

प्रायः ये पदार्थ तरल प्रतिरोधक की एक छोटी मात्रा में प्रारंभिक रूप से निलंबित कण होते हैं और प्रतिरोधक द्वारा FFF प्रणाल 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 प्रणाल की दीवारों से उसकी दूरी के कारण हो सकते हैं। एक प्रतिरूप में विभिन्न प्रजातियों की उपस्थिति इस प्रकार लंबी प्रणाल के नीचे कुछ दूरी पर एक सामान्य विशेषता 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 होते हैं।

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 प्रस्तुत किया जाने वाला पहला था। प्रवाह FFF घनत्व से स्वतंत्र, आकार के आधार पर कणों को अलग करता है और 1 nm से 1 माइक्रोन की सीमा में वृहदणु को माप सकता है। इस संबंध में यह उपलब्ध सबसे बहुमुखी FFF उप-तकनीक है। प्रवाह FFF में अनुप्रस्थ प्रवाह प्रणाल के शीर्ष पर संरध्र फ्रिट के माध्यम से प्रवेश करता है, संचय दीवार (यानी नीचे की दीवार) पर एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली विसर्जन केन्द्र फ्रिट के माध्यम से बाहर निकलता है। पिछले दो दशकों में सममित प्रवाह को असममित प्रवाह से बदल दिया गया है।

निरर्थक तंतु प्रवाह

निरर्थक तंतु प्रवाह FFF (HF5) ली एट अल द्वारा विकसित किया गया था। (1974)। HF5 को प्रोटीन और अन्य वृहदणु के विश्लेषण के लिए लागू किया गया है। HF5 प्रवाह FFF का पहला रूप था जिसे 1974 में विकसित किया गया था। लाभ यह है कि HF5 एक निर्वर्ती प्रणाल 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, प्रतिरूप भार में लचीलेपन की कमी और सीमाओं के कारण, HF5 का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।

असममित प्रवाह

असममित प्रवाह FFF (असममित प्रवाह क्षेत्र प्रवाह विभाजन), दूसरी ओर, प्रणाल की निचली दीवार पर केवल एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली होती है। इसलिए, प्रणाल के नीचे से निकलने वाले वाहक तरल द्वारा अनुप्रस्थ प्रवाह बनाया जाता है। यह अत्यंत कोमल पृथक्करण और "अतिवादी-स्थूल" पृथक्करण सीमा प्रदान करता है। उपयोग में आने वाले अधिकांश FFF उपकरण AF4 प्रणाली हैं। प्रोटीन, विषाणु और विषाणु जैसे कणों और वसाकाय के लिए मुख्य अनुप्रयोग दवा अनुसंधान और विकास में हैं। AF4 को जलीय और कार्बनिक विलायक में लगाया जा सकता है, इसलिए इस तकनीक से कार्बनिक बहुलक को भी अलग किया जा सकता है।

उच्च तापमान असममित प्रवाह क्षेत्र-प्रवाह विभाजन 150 सी से ऊपर के तापमान पर घुलनशील उच्च और अति उच्च मोलर द्रव्यमान बहुलक के पृथक्करण के लिए उपलब्ध है।

ऊष्मीय

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

ऊष्मीय FFF का एक प्रमुख लाभ पृथक्करण प्रणाल का सरल और बहुत अच्छी तरह से परिभाषित आयाम है, जो अंतर-प्रयोगशाला या अंतर-उपकरण सार्वभौमिक व्यासमापन को संभव बनाता है क्योंकि ऊष्मीय FFF अंशांकन स्थिरांक सामान्य (आणविक) प्रसार के अनुपात का बारीकी से वर्णन करते हैं। गुणांक डी से ऊष्मीय प्रसार गुणांक (या, थर्मोफोरेटिक गतिशीलता) D_T जो केवल बहुलक पर निर्भर हैं। इसलिए, ThFFF सार्वभौमिक व्यासमापन उपकरण और प्रयोगशाला हस्तांतरणीय है, जबकि प्रसिद्ध आकार बहिष्करण वर्णलेखन सार्वभौमिक व्यासमापन केवल उसी उपकरण पर बहुलक-हस्तांतरणीय है।

विपाटित प्रवाह क्षीण-कोशिका विभाजन

विपाटित प्रवाह क्षीण-कोशिका विभाजन (स्प्लिट) एक विशेष प्रारंभिक FFF तकनीक है, जो निरंतर आधार पर µm-आकार के कणों को अलग करने के लिए गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करती है। SPLIT को प्रणाल के प्रारम्भ में शीर्ष प्रवेशिका में तरल युक्त प्रतिरूप उदँचन करके किया जाता है, साथ ही साथ एक वाहक तरल को नीचे प्रवेशिका में उदँचन किया जाता है। दो प्रवेशिका धाराओं और दो विसर्जन केन्द्र धाराओं के प्रवाह दर अनुपात को नियंत्रित करके, पृथक्करण को नियंत्रित किया जा सकता है और प्रतिरूप को दो अलग-अलग आकार के अंशों में अलग किया जा सकता है। पृथक्करण बल के रूप में अकेले गुरुत्वाकर्षण का उपयोग स्प्लिट को सबसे कम संवेदनशील FFF तकनीक बनाता है, जो 1 सूक्ष्ममापी से ऊपर के कणों तक सीमित है।

केन्द्रापसारक

केन्द्रापसारक FFF में, पृथक्करण क्षेत्र एक केन्द्रापसारक बल के माध्यम से उत्पन्न होता है। प्रणाल एक वलय का रूप लेता है, जो क्रमावर्तन की गति से घूमता है जिसे धाव के दौरान क्रमानुदेश किया जा सकता है। प्रवाह और प्रतिरूप को प्रणाल में उदँचन किया जाता है और अपकेंद्रित्र किया जाता है, जिससे संचालक द्रव्यमान (आकार और घनत्व) द्वारा कणों को हल करने की अनुमति देता है। केन्द्रापसारक FFF का लाभ उच्च आकार के विश्लेषण 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 FFF 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 FFF का लाभ यह है कि कणों और वृहदणु को केवल कण आकार के स्थान पर कण घनत्व से अलग किया जा सकता है। इस उदाहरण में, सोने और चांदी के अतिसूक्ष्मकणों में घनत्व में अंतर के अनुसार, दो समान आकार के सोने और चांदी के अतिसूक्ष्मकणों को दो चोटियों में अलग किया जा सकता है,

AF4 पृथक्करणों में द्रव्यमान और समय का अनुपात 1:1 है। केन्द्रापसारक FFF में घनत्व के तीसरे मापदण्ड को जोड़ने के साथ, यह द्रव्यमान के अधिक समान अनुपात उत्पन्न करता है। इसके परिणामस्वरूप चोटियों के बीच काफी बड़ा अंतर होता है और परिणामस्वरूप बहुत बेहतर विश्लेषण होता है।

यह नए उत्पादों के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है, जैसे मिश्रित सामग्री और अतिसूक्ष्मकणों वाले लेपित बहुलक, 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 प्रतिरूप के घनत्व पर निर्भर करती है। विशेष रूप से जैविक प्रतिरूपों के लिए, सीमा 20 से 50 nm व्यास के क्रम में है।

विद्युतीय

विद्युत FFF में एक अनुप्रस्थ विद्युत धारा (DC) लगाई जाती है जो एक विद्युत क्षेत्र बनाती है। प्रतिरूप घटकों के प्रभार के आधार पर, एक वैद्युतकण संचलन गतिशीलता बहाव वेग प्रेरित होता है, जो ब्राउनियन गति से प्रसार द्वारा प्रतिसादित होता है, इसलिए पृथक्करण वैद्युतकण संचलन गतिशीलता और आकार के अनुपात पर निर्भर करता है। विद्युत FFF का उपयोग सीमित कर दिया गया है और वर्तमान में इसका उपयोग वस्तुतः 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 FFF (ईएएफ 4) है, जहां एक अनुप्रस्थ प्रवाह छेत्र के अतिरिक्त एक विद्युत क्षेत्र लागू होता है। EAF4 शुद्ध विद्युत FFF की सीमा को पार करता है जिसका विश्लेषण खराब होता है और विद्युत् अपघटन उत्पादों और असार से ग्रस्त होता है जो प्रणाल के बहिर्वाह को दूषित करता है और संसूचक संकेत से समझौता करता है।

बाहरी संबंध

• Roda, A. (2005). "Toward Multianalyte Immunoassays: A Flow-Assisted, Solid-Phase Format with Chemiluminescence Detection". Clinical Chemistry. 51 (10): 1993–1995. doi:10.1373/clinchem.2005.053108. ISSN 0009-9147. PMID 16299900.