Effect of wall velocities on the determination of optimal separation times in electrical field flow fractionation (EFFF)

Abstract

Electrical field flow fractionation (EFFF) has two perpendicular driving forces that help to produce an optimal separation of solute in a mixture [Giddings, Science 1993; 260:1456-1465. For Couette flow based devices, the ratio of the velocity of the capillary walls offers an extra parameter that can be exploited to enhance the efficiency of EFFF applications. The analysis of the effects of this parameter on optimal times of separation is the subject matter of this contribution. The use of this additional parameter increases flexibility in the design of new devices for the improvement of the separation of solutes, such as proteins, DNA, and pharmaceuticals, as it will be illustrated with the results of this analysis Trinh et al., 1999). The analysis has been illustrated by selecting parameter values that represent a number of potential useful applications. A set of five parameters (i.e., z, the valence; , electrophoretic mobility; Pe, Peclet number; , the orthogonal applied electrical field; and R, the ratio of channel wall velocities) has been combined to obtain the best operating conditions for optimal separation of solutes. Results indicate that R, the ratio of the channel wall velocities, is actually the most important driving parameter.Le fractionnement de flux de champélectrique (EFFF) a deux forces motrices perpendiculaires qui aidentà produire une séparation optimale d'un soluté dans un mélange [Giddings, Science 1993; 260:1456-1465. Pour les systèmes basés sur le flux Couette, le ratio de la vélocité des parois capillaires offre un paramètre supplémentaire qui peutêtre exploité pour rehausser l'efficience des applications EFFF. L'analyse des effets de ce paramètre sur les temps optimaux de séparation est le thème de ce travail. L'utilisation de ce paramètre supplémentaire rehausse la flexibilité de la conception de nouveaux systèmes pour l'amélioration de la séparation des solutés tels que les protéines, l'ADN et les produits pharmaceutiques, comme cela sera illustré par les résultats de cette analyse. L'analyse aété illustrée en sélectionnant des valeurs de paramètres qui représentent un nombre d'applications utiles potentielles. Un ensemble de cinq paramètres (c.-à-d., z, la valence; la mobilitéélectrophorétique, ; Pe, nombre de Peclet; , le champélectrique orthogonal appliqué et R, le ratio des vélocités des parois de canal) aété combiné pour obtenir les meilleures conditions opératoires pour une séparation optimale des solutés. Les résultats indiquent que R, le ratio des vélocités des parois de canal, est en fait le paramètre moteur le plus important.

Characteristics of electrical field flow fractionation with chronoamperometry and electrochemical impedance

“…The electrical field is introduced in electrical FFF (EFFF) as the functional field perpendicular to the carrier flow. The separation effect of EFFF on macromolecules, colloids and nanoparticles has been explored [18][19][20][21][22][23]. There is a micrometre-thin, rectanglelike channel in EFFF.…”