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 एफएफएफ, 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 एफएफएफ 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

एफएफएफ 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। एफएफएफ 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।

एफएफएफ को एचपीएलसी या एसईसी से ज्ञात सभी प्रकार के संसूचकों के साथ जोड़ा जा सकता है। तरल वर्णलेखन के लिए एफएफएफ 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 एफएफएफ 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

एफएफएफ 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। एफएफएफ एक प्रतिष्ठित विधि है और दुर्बल प्रतिरूपों पर शारीरिक तनाव नहीं डालती 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 अन्वेषणने और इष्टतम परिणाम तक पहुंचने के लिए किया जा सकता है। एफएफएफ 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

एफएफएफ 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। एफएफएफ 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 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 (AF4) का व्यापक उपयोग हुआ है। केन्द्रापसारक, ऊष्मीय या इलेक्ट्रिकल एफएफएफ जैसी अन्य विधियों का अभी भी एक कर्मता अस्तित्व है।

एफएफएफ 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 एफएफएफ के कार्य सिद्धांत को समझना महत्वपूर्ण है।

अन्वेषण और सामान्य सिद्धांत

एफएफएफ को पहली बार 1966 में जे. कैल्विन गिडिंग्स द्वारा तैयार और प्रकाशित किया गया था और 1976 में उन्होंने प्रवाह-एफएफएफ पर प्रकाशित किया जो आज की सबसे महत्वपूर्ण एफएफएफ तकनीक है। एफएफएफ 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 एफएफएफ 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 एफएफएफ 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। एफएफएफ 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 एफएफएफ 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 एफएफएफ 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। एफएफएफ 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।

एफएफएफ 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 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

केन्द्रापसारक एफएफएफ 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।

एफएफएफ में स्तंभ वर्णकलेखन तकनीकों के क्रोमैटोग्राम के विपरीत समय के एक फलन के रूप में संसूचक संकेतों का प्रदर्शन फ्रैक्टोग्राम कहा जाता है। एफएफएफ 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 एफएफएफ 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 एफएफएफ प्रवाह व्यावसायिक रूप से प्रस्तुत किया जाने वाला पहला था। प्रवाह एफएफएफ 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 एफएफएफ उप-तकनीक है। प्रवाह एफएफएफ 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 एफएफएफ (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 एफएफएफ 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 एफएफएफ (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 एफएफएफ 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 एफएफएफ, 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 एफएफएफ को कार्बनिक विलायक में संश्लिष्ट बहुलक को अलग करने की तकनीक के रूप में विकसित किया गया था। एफएफएफ तकनीकों के बीच ऊष्मीय एफएफएफ 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 एफएफएफ 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 एफएफएफ 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, Thएफएफएफ 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 एफएफएफ 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 एफएफएफ तकनीक बनाता है, जो 1 सूक्ष्ममापी से ऊपर के कणों तक सीमित है।

केन्द्रापसारक

केन्द्रापसारक एफएफएफ 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 एफएफएफ 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 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 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 एफएफएफ 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 एफएफएफ 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 एफएफएफ 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 एफएफएफ जहां एक विशेष प्रत्यावर्ती धारा लागू होती है। यह वैद्युतकण संचलन गतिशीलता के अनुसार अलग करने की अनुमति देता है। एक और भिन्नता विद्युत विषम प्रवाह एफएफएफ (ईएएफ 4) है, जहां एक अनुप्रस्थ प्रवाह छेत्र के अतिरिक्त एक विद्युत क्षेत्र लागू होता है। EAF4 शुद्ध विद्युत एफएफएफ 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.