FFF verstehen

Die asymmetrische Fluss-Feldflussfraktionierung (AF4), die im Eclipse System implementiert ist, ist die mit Abstand am häufigsten verwendete FFF-Trenntechnik. Das AF4-Prinzip wird im Folgenden beschrieben.

 

Wie AF4 nach Größe trennt

Der AF4 Kanal

Die Trennung findet in einem offenen Trennkanal statt, der aus parallelen oberen und unteren Platten besteht, die durch 200 bis 500 µm getrennt sind. Die Strömung innerhalb dieses dünnen, bandförmigen Kanals ist laminar, mit einem ausgeprägten parabolischen Strömungsprofil, das die Partikelabscheidung vorantreibt.

Die Bodenplatte besteht aus einer semipermeablen Membran, die von einer Fritte getragen wird. Die Membran ist durchlässig für das Lösungsmittel, aber nicht für den Analyten; diese wesentliche Funktion wird durch die Auswahl der geeigneten Porengröße der Membran gewährleistet und ausgedrückt als Molekulargewichtsgrenze (MWCO) im Bereich von 1 kDa bis 100 kDa.

Kräfte ausgleichen

Die Trägerflüssigkeit fließt parallel zur Membran, aber eine Verengung am Ende des Kanals zwingt einen Teil der Flüssigkeit, die Membran zu passieren, wodurch ein "Querströmungsfeld" entsteht, das die Partikel zur Membran hin konzentriert. Die Diffusion wirkt als Gegenkraft, die die Partikel zurück in den Kanal treibt, was zu einer Höhenverteilung über der Membran führt, die vom translatorischen Diffusionskoeffizienten Dt, der Partikel und damit vom hydrodynamischen Radius Rh sowie von der Querströmungsgeschwindigkeit abhängt. Die Trennung ergibt sich aus der unterschiedlichen Transportgeschwindigkeit im laminaren Strömungsprofil in Abhängigkeit von der Höhe der Partikel über der Membran.

Elektrisch/asymmetrische Fluß-FFF

Die elektrisch/asymmetrische Fluß-Feldflussfraktionierung (EAF4) trennt nach einer Kombination aus Größe und Ladung. Sie ist ähnlich wie die AF4 mit dem Zusatz von Elektroden am oberen Ende des Kanals und unterhalb der Fritte. Die durch das Anlegen eines elektrischen Feldes entstehende Verschiebung der Retentionszeit ermöglicht die Analyse des Zetapotenzials jeder Komponente in der Lösung/Suspension.

Die wichtigsten Vorteile der FFF

Vielseitige Trennungen mit vielfältigen Detektionsmöglichkeiten

  • Hochauflösende Trennung - Makromolekülen und Nanopartikeln von
    1nm - 1000nm und darüber hinaus
  • Keine stationäre Phase - Trennung in offenen Kanälen mit minimalen
    Scher- und Oberflächenwechselwirkungen
  • Vielseitige Auswahl - Trennkanälen, die Probenmengen von Nanogramm bis Milligramm erlauben
  • Einfache Anpassung - Flussverhältnisse anpassbar zur Methodenoptimierung, Verbesserung der Auflösung oder Vergrößerung des Größenbereichs, auch während eines Laufs
  • Online-Analyse - mit Mehr-Winkel- und Dynamischer Lichtstreuung plus UV, RI, Fluoreszenz und/oder ICP-MS zur Bestimmung von molarer Masse, Größe, Konformation, Massen- oder Partikelkonzentration, konjugiertem/eingekapseltem Gehalt oder Elementzusammensetzung
  • Sammeln Sie Fraktionen - die Online-Analyse (mit Elektronenmikroskopie, MS, NGS, ELISA usw.)

Makromoleküle

Makromoleküle charakterisieren

Die Eclipse FFF ergänzt und vervollständigt die Größenausschlusschromatographie (SEC) für makromolekulare Trennungen. Die Trennung erfolgt ohne Scherung oder ungünstige, nicht-ideale Säuleninteraktionen, und HMW-Spezies werden nicht herausgefiltert oder geschert.

Mit dem Eclipse können Sie alle Vorteile der konventionellen SEC-MALS und FFF-MALS Charakterisierung in einem Paket nutzen. Dieselbe HPLC-Pumpe und derselbe Autosampler sowie dieselben MALS-, DLS-, UV- und RI-Detektoren werden für die Charakterisierung von Makromolekülen hinsichtlich Molekulargewicht, Größe, Konformation und Konjugation mittels SEC oder FFF verwendet. Mit der FFF-SEC-Umschaltoption können Sie per Mausklick zwischen den beiden Trenntechniken umschalten.

Crossflow

SEC- und FFF-Trennungen eines extrem heterogenen und hochmolekularen Polysaccharids, wobei die gemessenen molaren Massen mit dem RI-Signal dargestellt sind. Es zeigt sich, dass SEC die höchsten HMW-Fraktionen entfernt, während Fraktionen mit mittlerem molarer Masse nicht ideal eluieren; die FFF-Trennung ist nahezu ideal und ohne Verluste.

Nanopartikel

Nanopartikel charakterisieren

Gängige lösungsbasierte Methoden zur Bestimmung der Größe und Größenverteilungen von Nanopartikeln, wie z.B. die Dynamische Lichtstreuung (DLS) in der Küvette und die Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA), können nicht die Auflösung, statistische Sicherheit und absolute Genauigkeit einer echten trennungsbasierten Technik bieten, die eine MALS- und DLS-Detektion im Fluss nach der Trennung liefert.

FFF-MALS und FFF-DLS, die mit einer Eclipse, DAWN® und einem eingebetteten WyattQELS DLS-Detektionsmodul durchgeführt werden, bieten eine hervorragende Auflösung und Genauigkeit bei der Analyse von Größenverteilungen. Die mit FFF-MALS bestimmten Partikelkonzentrationen und -größen von Viren, Genvektoren und Lipid-Nanopartikeln stimmen genau mit den TEM-basierten Zählungen überein. Mit zusätzlichen Detektoren wie Brechungsindexdetektoren oder UV-Detektoren, kann die Verkapselung von Nukleinsäuren oder niedermolekularen Medikamenten quantifiziert werden.

Crossflow

FFF-MALS-Analyse von Lipid-Nanopartikeln für RNA-Transduktion und freie RNA. Es wurde sehr wenig freie RNA in der LNP-Probe gefunden, was auf eine vollständige Verkapselung hindeutet.

Die wichtigsten Vorteile des Eclipse FFF-Systems

  • Umfassende Charakterisierung: Integrierbar mit führenden Online-Instrumenten wie DAWN®-MALS/DLS-Instrument, Optilab®-dRI-Detector und Agilent 1260 UV-Detektor
  • Eingebaute Intelligenz: Fortschrittliche Benutzeroberfläche sowie hochentwickelte Controller und Sensoren lassen Sie wissen, ob alle Systeme in Ordnung sind
  • Computergestützte Methodenentwicklung: Eliminiert die Notwendigkeit einer Matrix von Probenläufen während der Methodenentwicklung
  • Front-End und Zusatzmodule: Integrierbar mit Spitzenprodukten - Agilent Infinity II 1260 Pumpe, Autosampler und Fraktionssammler
  • Dilution Control Module (optional): Das DCM erhöht die Empfindlichkeit und die Fraktionskonzentrationen bis zu 10-fach; gleichzeitig steuert es die Flussrate des Detektors mit einer Genauigkeit von 0,1 % für hochgradig wiederholbare Methoden.
  • Ein Kanal für jede Anwendung: Auswahl an analytischen und semipräparativen Kanälen, die für maximale Leistung entwickelt wurden und alle DCM-fähig sind.
  • Garantierte Produktivität: Gold-, Silber- und Bronze-Servicepläne schützen Ihre Investition und sorgen dafür, dass Ihre Geräte optimal laufen

FFF Stack

FFF-MALS Produkte

DAWN Opti Eclispe NEON stack

Wyatt Technology bietet eine komplette, schlüsselfertige Lösung für FFF und FFF-MALS-DLS, bestehend aus:

Eclipse

Das Eclipse FFF-Gerät enthält hochentwickelte Fluss- und Druckregler, die robuste und wiederholbare Trennungen ermöglichen. Kontinuierliche Selbstdiagnose und ein informationsreiches, intuitives Display liefern Systemstatus, Methodenfortschritt und Warnmeldungen, falls die Bedingungen nicht optimal sind.

Optionen:

  • FFF-SEC-Umschaltoption, das denselben Autosampler, dieselbe Pumpe und dieselben Detektoren automatisch entweder in den FFF- oder SEC-Modus versetzt
  • DCM-(Dilution-Control-Modul) Verdünnungssteuerungsmodul

Mobilität

Das Mobility EAF4-Modul steuert die Spannung im Mobility-Kanal und misst pH-Wert und Leitfähigkeit. In Kombination mit Eclipse und VISION bestimmt Mobility das Zetapotenzial für jede Probenkomponente.

DAWN

Der empfindlichste MALS-Detektor, der auf dem Markt erhältlich ist. Beinhaltet Detektoren auf 18 Winkeln zur Bestimmung molarer Massen im Bereich von 200 Da bis 1 GDa und Radien im Bereich von 10 bis 500 nm. Das WyattQELS Modul bietet zusätzlich die Möglichkeit der Dynamischen Lichtstreuung (DLS), um hydrodynamische Radien von 1 bis 250 nm zu bestimmen. DLS bestimmt die Größen von Makromolekülen und Nanopartikeln als Rh, den hydrodynamischen Radius berechnet aus dem Diffusionskoeffizienten.  

Optilab

Ein einzigartiges Online-Differenzialrefraktometer zur Konzentrationsmessung beliebiger Makromoleküle, unabhängig von Chromophoren. Das hochkonzentrierte Optilab eignet sich für Proteinkonzentrationen bis zu 180 mg/mL.

Alle Wyatt-Geräte werden in den U.S.A. entwickelt, gebaut und getestet.

Agilent-Module

Wyatt ist ein zertifizierter Vertreter für Agilent HPLC-Module. Wir liefern, installieren und unterstützen die Agilent 1260 Pumpe und den Autosampler, die für die Eclipse FFF benötigt werden, sowie zusätzliche Module wie UV-Detektoren, Fluoreszenzdetektoren und Fraktionssammler. In Regionen, in denen Wyatt keine direkten Niederlassungen hat, ist dieser Service möglicherweise nicht verfügbar.



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