A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Membrane-based purification of nanoparticle dispersions ; Membran-basierte Aufreinigung von Nanopartikel-Dispersionen
Membran-basierte Trennungen von Nanopartikel-Dispersionen (d.h. Gemischen aus Proteinen und Metalloxid-Nanopartikeln) wurde bisher nur geringe Aufmerksamkeit gewidmet. Konventionelle Trennmethoden (z.B. Zentrifugation) beinträchtigen häufig die Produkteigenschaften und die Ausbeute. In dieser Arbeit wird zunächst eine Modellstudie beschrieben, in der Proteine (Rinderserumalbumin (BSA) oder Lysozym (LYS)) aus den dispersen Gemischen mit Siliziumdioxid-Nanopartikeln (nominale Größe: 20 nm) entfernt wurden, indem man die größenselektiven Eigenschaften der Ultrafiltration (UF) nutzt. Membranbasierte Trennverfahren weise eine Reihe von Vorteilen auf; sie sind leicht skalierbar, weniger aufwendig und besitzen eine hohe Durchsatzleistung. In dieser Studie wurden Membranen aus regenerierter Cellulose (RC) und Polyethersulfon (PES) mit einer nominalen Molekulargewichts-Ausschlussgrenze (NMWCO) von 100 kDa, sowie eine funktionalisierte PES-UF-Membran (NMWCO 300 kDa) untersucht. Die Funktionalisierung bestand aus einer amphoteren Polymer-Hydrogelschicht hergestellt durch UV induzierte Pfropfcopolymerisation von N [3 (dimethylamino)¬propyl]¬¬-acrylamid (DMAPAA) und 2-Acrylamido-2-methyl-1-propan¬sulfonsäure (AMPS). Dadurch wurde ein experimentell bestimmter NMWCO von 180 kDa erhalten, der identisch mit dem experimentellen Wert für PES 100 kDa ist. Die relevanten Membrancharakterisierungen wie beispielsweise Messungen des Kontaktwinkels, des Zeta-Potentials sowie Rasterelektronenmikroskopie wurden durchgeführt, um die Fraktionierungsleistung, die Anti-Fouling-Eigenschaften und die Wechselwirkungen zwischen Membranen und gelösten Stoffen zu erklären. Membraneigenschaften und Filtrationsbedingungen, insbesondere pH-Wert und Fluss, wurden auf der Grundlage von Daten zur Einzelkomponentenfiltration ausgewählt oder angepasst, um maximale Proteintransmission und vollständigen Siliziumdioxid-Rückhalt, und dementsprechend maximale Siliziumdioxid-/Proteinselektivität, zu erreichen. Dead-End-Filtration und kontinuierliche ...
Membrane-based purification of nanoparticle dispersions ; Membran-basierte Aufreinigung von Nanopartikel-Dispersionen
Membran-basierte Trennungen von Nanopartikel-Dispersionen (d.h. Gemischen aus Proteinen und Metalloxid-Nanopartikeln) wurde bisher nur geringe Aufmerksamkeit gewidmet. Konventionelle Trennmethoden (z.B. Zentrifugation) beinträchtigen häufig die Produkteigenschaften und die Ausbeute. In dieser Arbeit wird zunächst eine Modellstudie beschrieben, in der Proteine (Rinderserumalbumin (BSA) oder Lysozym (LYS)) aus den dispersen Gemischen mit Siliziumdioxid-Nanopartikeln (nominale Größe: 20 nm) entfernt wurden, indem man die größenselektiven Eigenschaften der Ultrafiltration (UF) nutzt. Membranbasierte Trennverfahren weise eine Reihe von Vorteilen auf; sie sind leicht skalierbar, weniger aufwendig und besitzen eine hohe Durchsatzleistung. In dieser Studie wurden Membranen aus regenerierter Cellulose (RC) und Polyethersulfon (PES) mit einer nominalen Molekulargewichts-Ausschlussgrenze (NMWCO) von 100 kDa, sowie eine funktionalisierte PES-UF-Membran (NMWCO 300 kDa) untersucht. Die Funktionalisierung bestand aus einer amphoteren Polymer-Hydrogelschicht hergestellt durch UV induzierte Pfropfcopolymerisation von N [3 (dimethylamino)¬propyl]¬¬-acrylamid (DMAPAA) und 2-Acrylamido-2-methyl-1-propan¬sulfonsäure (AMPS). Dadurch wurde ein experimentell bestimmter NMWCO von 180 kDa erhalten, der identisch mit dem experimentellen Wert für PES 100 kDa ist. Die relevanten Membrancharakterisierungen wie beispielsweise Messungen des Kontaktwinkels, des Zeta-Potentials sowie Rasterelektronenmikroskopie wurden durchgeführt, um die Fraktionierungsleistung, die Anti-Fouling-Eigenschaften und die Wechselwirkungen zwischen Membranen und gelösten Stoffen zu erklären. Membraneigenschaften und Filtrationsbedingungen, insbesondere pH-Wert und Fluss, wurden auf der Grundlage von Daten zur Einzelkomponentenfiltration ausgewählt oder angepasst, um maximale Proteintransmission und vollständigen Siliziumdioxid-Rückhalt, und dementsprechend maximale Siliziumdioxid-/Proteinselektivität, zu erreichen. Dead-End-Filtration und kontinuierliche ...
Membrane-based purification of nanoparticle dispersions ; Membran-basierte Aufreinigung von Nanopartikel-Dispersionen
Alele, Nkem (author) / Ulbricht, Mathias
2016-07-06
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