Benutzer:Salino01/Artikelbaustelle/Spritzenvorsatzfilter
Ein Spritzenvorsatzfilter oder kurz Spritzenfilter wird als Aufsatz vor einer Einwegspritze zur Klärung (0,45µm Porengröße) oder Sterilfitration (0,2µm Porengröße) kleiner Volumina einer Lösung genutzt. Dazu wird die in der Spritze befindliche Lösung durch den Membranfilter des Spritzenfilters gepresst (Druckfiltration). Tyisches Anwendungsgebiet ist die Probenvorbereitung zur chemischen Analyse mit chromatografischen Verfahren wie der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC).[1]
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Aufbau
BearbeitenDer Spritzenfilters besteht aus einer porösen Flachmembran, die in einem Filtergehäuse aus Kunststoff gefasst ist.[2] Als Gehäusematerial wird meist chemisch beständiges Polypropylen oder Polyamid eingesetzt, zum Teil kommt weniger beständiges, dafür aber transparentes Polycarbonat zum Einsatz.[3] Der Filter ist auf der Einlassseite meist mit einem weiblichen Luer-Lock-Anschluss versehen, der direkt in die Einwegspritze eingeschraubt wird und ein Abrutschen bei der Druckfiltration verhindert.[3] Auf der Auslassseite ist normalerweise ein mänlicher Luer-Slip-Anschluss ausreichend, da die auftretenden Kräfte hier deutlich geringer sind.
Ober- und Unterteil des Filtergehäuses werden entweder durch Ultraschall miteinander verschweißt oder der äußere Rand wird umspritzt.[2] Beim Umspritzen kommen häufig eingefärbte Polymere zum Einsatz, um verschiedene Spritzenfilter einfacher unterscheiden zu können.
Auswahlkriterien für Spritzenfilter
BearbeitenProbenmenge und Viskosität
BearbeitenDie sinnvolle Filterfläche bzw. der Filterdurchmesser ist von der zu filtrierenden Lösungsmenge, dem Anteil an Feststoffen und der Viskosität des Mediums abhängig. Für niedrigviskose (z.B. wässrige) Medien mit geringem Feststoffanteilen kann als grobe Faustregel folgende Tabelle verwendet werden (genaue Werte hängen von der Konstruktion bzw. Geometrie des Filters ab).[3] Bei höherviskosen Medien oder höherem Feststoffanteil ist es sinnvoll, einen größeren Filterdurchmesser zu wählen. Gleiches gilt auch, bei sehr kleiner Porengröße oder wenn eine schnelle Filtration gewünscht wird. Mit dem Filterdurchmesser steigt allerdings auch das Totvolumen,[4] d.h. die Flüssigkeitsmenge, die nach der Filtration im Filter zurückbleibt.
| Probenmenge | Filterdurchmesser | Filterfläche | Totvolumen |
|---|---|---|---|
| < 1 ml | 3-4 mm | <0,07 cm² | 5 µl |
| 1 - 10 ml | 13-15 mm | 1,3-1,7 cm² | < 25 µl |
| 10 - 100 ml | 25 mm | 4,8 cm² | < 150 µl |
| > 100 ml | 30 mm | 7 cm² | < 200µl |
Porengröße
BearbeitenDie Porengröße der Membran bestimmt die Reinheit der Flüssigkeit nach der Filtration. Am häufigsten eingesetzte Spritzenfilter haben eine Porengröße von 0,45µm zur Klarfiltration bzw. 0,2µm für die Sterilfiltration. Eine Filtration von 0,45µm ist für eine Messung mit Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) geeignet, um ein Verstopfen der Trennsäule mit Partikeln zu verhindern. Für die UHPLC ist hingegen eine feinere Porengröße von 0,2µm sinnvoll.[5]
Filter mit einer Porengröße von 5µm entsprechen einer Vorfiltration um gröbere Anteile auszufiltern.[2] Eine Vorfiltration ist insbesondere dann sinnvoll, wenn ein hoher Feststoffanteil vorliegt, wodurch eine feine Filtermembran sofort verstopfen würde. Einige Spritzenfilter enthalten deshlab im gleichen Filtergehäuse oberhalb der feinen Filtermembran einen Vorfilter aus einem Glasfaservlies oder einem Vlies aus PP-Fasern.
Chemische und physikalische Eigenschaften der Membran
BearbeitenAls eigentlicher Filter kommen Membranen aus verschiedene Materialien wie z.B. Polyamid (PA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Celluloseacetat (CA), Regenerierter Cellulose (RC), Polypropylen (PP), Cellulose Mischester (CME) und Polyethersulfon (PES) zum Einsatz. Diese besitzten eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber Lösungsmitteln. Gerade die Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen, organische oder gar halogenierte Lösungsmittel ist bei den zur Verfügung stehenden Materialien sehr unterschiedlich. Wenn im Anschluss an die Filtration sehr empfindliche Messungen stattfinden, muss außerdem sicher gestellt werden, dass keine Substanzen aus dem Filter ausgewaschen werden. Bei dem Einsatz von biologischen Proben ist auf die unterschiedliche Stärke der Absorption von Proteinen durch verschiedene Filtermaterialien zu achten. Viele Spritzenfilter gibt es sowohl als unsterile als auch als sterile Ausführung. Die meisten Hersteller liefern Listen zur chemischen Beständigkeit und den Materialeigenschaften mit.[2] [3][4]
Weblinks
Bearbeiten- Commons: Spritzenfilter – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
- Auswahlhilfe für Spritzenvorsatzfilter - alle Hersteller. (Video) In: Youtube. Altmann Analytik, 24. Juli 2016, abgerufen am 9. Dezember 2019.
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ Joachim Podlech (Hrsg.): Arbeitsmethoden in der organischen Chemie: Mit Einführungsprogramm. 3. Auflage. Lehmanns Media, Berlin 2014, ISBN 978-3-86541-618-6, S. 148 (google.de [abgerufen am 8. Dezember 2019]).
- ↑ a b c d Ihre Filtrationslösung. (PDF) Graphic Controls, DIA-Nielsen GmbH & Co. KG, abgerufen am 8. Dezember 2019.
- ↑ a b c d Volker Lorbach: Auswahlhilfe Spritzenfilter. (PDF) ISERA GmbH, 2. Mai 2017, abgerufen am 8. Dezember 2019.
- ↑ a b Sartorius Laborkatalog. Satorius AG, 2005, abgerufen am 8. Dezember 2019.
- ↑ Altmann Analytik: Auswahlhilfe für Spritzenvorsatzfilter - alle Hersteller. Abgerufen am 8. Dezember 2019 (deutsch).