横切交叉流里的无填料温柔分选:吉丁斯、瓦伦德与不对称场流(AF4)
1987 年 6月1日 · 梯形超薄流道板、聚醚砜(PES)超滤半透膜与多通道交叉流微调注射泵
你知道吗?
它彻底砸碎了一切多孔填料编织的剪切罗网,只用两股正交流淌的清泉在半透膜上划出天堑;在流体力学的优雅浮力与扩散反抗中,最脆弱的生命囊泡毫发无损地破浪前行。
当科研人员试图分离完整的外泌体(Exosome)、类病毒颗粒(VLP)、超大核糖核蛋白机器或长链mRNA脂质纳米颗粒(LNP)时,常规分子筛色谱柱(SEC)往往变成了一场灾难——微米级的多孔填料孔道像一把把锋利的纳米锉刀,在强剪切力下容易挤破外泌体囊泡,大颗粒更极易卡死在柱头导致永久吸附损失。
色谱理论一代宗师 J. 卡尔文·吉丁斯(J. Calvin Giddings)与瑞典学者卡尔-古斯塔夫·瓦伦德(Karl-Gustav Wahlund)在1987年拿出了纯粹依靠流体力学对称性破缺的终极艺术——不对称流场流分级仪(AF4)。
AF4的流道内完全没有任何固体色谱填料,只有一个上下平行的平展梯形微流腔室,底板铺有一张特定分子量截留的超滤半透膜。载样液体进入流道后被巧妙劈裂为两股:一股顺着流道向前流向检测器(轴向层流,呈中心流速最快的抛物线分布);另一股则向下穿透底板的半透膜排出(垂直交叉流,Cross Flow)。
交叉流像一只大手把所有颗粒压向底部膜表面;而颗粒本身的布朗运动又驱使它们向上自由扩散。