场流分离系统

场流分离（Field flow fractionation—FFF）作为一种新的分离技术，Z早是由Giddings博士在1966年提出的，它可用于大分子、胶体和微粒的分离。Giddings提出在相距很近的上下平板间构成扁平带状流道，载流液流于其中。载流为层流，其流型为抛物线型，ZX线上速度Z大。侧向场从侧面垂直于流动方向施加，侧向场导致不同成分处在距下壁不同的位置上，从而有不同的移动速度，在此前提下进行分离。通常情况下，把由上下平板构成的扁平带状流道，称为分离流道或称为分离室。FFF是一种基于流动的分离方法，像色谱法一样，典型的场流分离运行过程中，被分离样本是以窄样品带的形式或脉动液流的形式被注入分离流道。一个连续流动的液体作为分离载体，通常把该流动液体称为分离载液。

场流分离系统原理

在FFF系统中，由于矩形微流道的宽高比大于100∶1，因此流速剖面近似为二维层流。分离场垂直于流动方向施加。样品组分除了随载流的纵向流动外在分离场的作用下，还存在垂直于流道的漂移运动。由于FFF流道高度极小，因此样品仅需要扩散很短的距离就可以到达场力与扩散力平衡的位置。故在FFF中，实现分离应用的场强比类似方法的场强小。虽然FFF的分离机理完全不同于层析法，但其工作过程与层析法极其相似。被分离(分析)的样品脉动地注入分离流道中流动的载流液中，由于保持力的不同，样品的组分在不同的时间内出现在流道的出口。在FFF中，分离是由作用于样品的外加场力与样品的扩散力相互作用完成的。作用于样品的外加场力驱动样品组分向流道的一壁面(积聚面)漂移，而样品的扩散力则起相反作用。当场力与扩散力达到平衡时，微粒将处于距积聚面距离一定的位置上。利用零滑移假设，在流道壁处流速趋近于零。载流液速度剖面呈抛物线形状或近似抛物线形状，其Z大速度在流道ZX附近，Z小速度在流道壁处。由于被分离样品中各组分受分离场影响的不同，样品中不同的组分将处于距积聚面不同的位置，即不同的组分处于不同的流速层面。因此，那些受分离场影响较强的组分距积聚面较近，流速较小，而那些与分离场作用弱的组分距积聚面较远，流速较大。由于不同组分流速的差异，它们通过流道所需时间(保持时间)也就不同。图3图示了这一原理。保持时间与组分的特性有关，利用这些特性实现样品中不同组分的分离。同样也可利用测定保持时间来确定与其相关的特性。

场流分离系统种类

场流分离作为一类分离技术，虽然依据的基本原理相同，但根据所加外场类型的不同，场流分离技术主要分为流场流分离，热场流分离，沉降场流分离，电场流分离等，其中流场流分离又可分为对称流场流分离和非对称流场流分离。

场流分离系统具有以下优点

• 快速、温和的分离，可以兼容任何溶剂和缓冲液 • 超高的分辨率（±1nm） • 没有任何固定相的分离通道

• 宽分离范围：粒径1nm~100mm /分子量1000Da~1012Da • 无需前处理及过滤，直接进样复杂基质样品

• 可收集所需要的样品，方便升级至制备级

• 能够连接各种检测器，如在线串联紫外、光散射、荧光、质谱等检测器

• 可同时测定分子的分子量及粒子的粒径

场流分离系统应用领域

生物：细胞、添加剂、细胞器官、病毒等

药物：蛋白质、抗体、脂质体、胶囊等

环境科学：环境中的微粒、腐殖质、黏土胶体等