- Máy khuấy từ gia nhiệt Van điều chỉnh
5.2Phân tách và đánh giá hiệu suất phân tách 1 Phân tách
T tr ng ngoài
5.2Phân tách và đánh giá hiệu suất phân tách 1 Phân tách
5.2.1 Phân tách
Như đã trình bày quá trình phân tách trong Chương 4, hiệu suất của phương pháp này phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố: độ mạnh (hay tính đặc hiệu) của liên kết ái lực giữa kháng nguyên và kháng thể, và hiệu suất thu hồi pha rắn.
Việc thu thập các hạt từ nói chung bằng từ trường phụ thuộc vào các yếu tố: độ lớn của gradient từ trường ngoài, kích thước hạt và tính chất từ của hạt, dựa theo công thức tính lực từ tác dụng lên hạt khi được đặt trong từ trường ngoài [142]:
Fm = µ0VpMp.∇H (*)
trong đó, µ0 là độ từ thẩm của chân không, Vp là thể tích hạt từ, Mp là từ độ của hạt và H là cường độ từ trường ngoài tại vị trí của hạt.
Do đặc tính siêu thuận từ của các hạt nano, từ độ Mp của hạt chỉ xuất hiện khi có mặt của từ trường ngoài H. Tuy nhiên, hạt nano lại có kích thước nhỏ nên hiển nhiên thể tích hạt Vp cũng nhỏ. Điều này theo công thức (*) là bất lợi cho độ lớn lực từ tác dụng lên hạt. Để khắc phục, gradient từ trường ∇H cần có một độ lớn tương đối để bù trừ cho sự mất mát về thể tích nhằm tạo ra một từ lực đủ lớn hút các hạt nano về phía thành bình chứa. Đó là lý do chúng tôi sử dụng nam châm vĩnh cửu thay cho nam châm điện, vừa nhỏ gọn dễ tích hợp vào không gian nhỏ của bộ phận tách từ, vừa có độ lớn ∇H phù hợp với nhiều hệ sinh hóa khác nhau.
Theo tính toán, gradient từ trường cần thiết để tạo ra hấp lực đủ lớn để phân tách các hạt nano từ có gắn các PTSH đặt trong dung môi là nước cất có giá trị nằm trong dải: 1,2 kOe – 2,5 kOe, tương đương với từ 96 kA/m – 220 kA/m. Trong nghiên cứu này, gradient từ trường được lựa chọn bằng 1,8 kOe
163
(144 kA/m) sử dụng 4 nam châm vĩnh cửu bố trí xung quanh thành bình chứa, như đã chỉ ra trong Chương 4, Mục 4.7.2.
Kết quả phân tách bằng từ trường các PTSH có gắn kết với các hạt nano từ có thể quan sát trực quan bằng mắt thường cho dung dịch trước và sau khi đặt vào miền gradient từ trường của 4 nam châm. Hình 5.5 chỉ ra hình ảnh so sánh giữa 2 thao tác này.
a) b)
Hình 5.5. Hình ảnh kết quả phân tách quan sát bằng mắt thường. (a): dung dịch
trước khi phân tách, (b) dung dịch sau khi đặt vào bộ phận phân tách bằng từ
trường.
Sau khi đặt toàn bình đựng dung dịch vào bộ phận phân tách, chỉ trong vòng chưa đầy 1 phút các hạt từ gắn với các PTSH được kéo về thành bình. Việc lấy dung dịch còn lại ra khỏi dung môi có thể thực hiện bằng cách tháo rút ở cửa dưới của bình chứa (khi có cơ cấu van đóng mở được tích hợp) hoặc đổ/hút dung dịch ra khỏi miệng bình chứa. Dung dịch còn lại được đo đạc kiểm tra nồng độ các hạt nano không bị phân tách nhằm đánh giá hiệu suất phân tách.
164