1. De l’importance de la filtration pour réussir vos préparations d’échantillons
Etape indispensable de la préparation d’échantillons, la filtration permet, par passage à travers une membrane spécifique, de débarrasser un fluide des particules solides qui s’y trouvent en suspension.
Elle recouvre des domaines d’application divers et variés :
- En biologie ou biochromatographie, cette technique permet d’éliminer des virus, des bactéries voire même d’isoler d’une matrice des protéines à fortes masses moléculaires. Pour cela, des filtres stériles sont couramment utilisés.
- En chromatographie ou en chimie, que ce soit dans le pharmaceutique, la cosmétique, l’agrochimie ou l’environnement…, on parle de filtration de matières en suspension insolubles. L’utilisation de la filtration limite la détérioration précoce des consommables (GC-HPLC).
L’utilisation d’automates adaptés permet le traitement rapide d’un très grand nombre d’échantillons. Ainsi, il est possible de réaliser de 96 jusqu’à 384 filtrations en simultané sur une même plaque.
D’autres fabricants comme Sotax ou Zymark proposent des automates de filtration utilisant des filtres seringues à géométrie spécifique, pour la filtration d’échantillons issus de la dissolution de formulations pharmaceutiques.
Moins onéreuse, la filtration manuelle sur filtres seringues, papiers ou membranes filtrantes reste la plus utilisée dans les laboratoires pour traiter des échantillons liquides ou des solvants. Ces produits répondent aux besoins d’un grand nombre d’utilisateurs.
Les filtres sans seringue ou vial filtrant sont les dernières innovations en terme de filtration. Ils réduisent considérablement le temps de préparation des échantillons et peuvent directement s’insérer sur les auto-échantillonneurs couplés aux systèmes d’analyses.
2. Les critères à prendre en compte pour le choix de vos membranes
La porosité de la membrane définit le seuil de filtration, c’est-à-dire le diamètre maximum des particules qui pourront la traverser. Elle varie généralement entre 5 et 0,20 μm. Le choix du diamètre du filtre et de la porosité de la membrane doit toujours tenir compte du volume de l’échantillon et du type d’analyse qui sera pratiquée ultérieurement. Une porosité de filtration de 0,45 μm est nécessaire pour tous les solvants et échantillons avant une analyse HPLC. Cette précaution limite les problèmes de montée en pression des systèmes. Pour l’utilisation de colonnes dont le diamètre de particules est inférieur à
3 μm, une filtration à 0,2 μm devient obligatoire.
En chromatographie gazeuse, l’encrassement de l’insert d’injection est limité si l’échantillon est correctement filtré.
Pour la filtration de matrices chargées, les filtres seringues munis d’un pré-filtre diminuent les problèmes de colmatage de la membrane et évitent ainsi leurs multiples remplacements durant la filtration.
3. Le guide de sélection
Cellulose régénérée (RC)
Membrane hydrophile ayant les mêmes propriétés que l’acétate de cellulose mais stable avec la plupart des solvants HPLC. Elle peut être utilisée pour la filtration ou le dégazage des solvants HPLC. Elle est compatible avec les solutions aqueuses dans une fourchette de pH comprise entre 2 et 12. C’est un matériau de choix pour la filtration des protéines lorsqu’un taux de récupération maximum est nécessaire, il présente un très faible taux d’adsorptions non spécifiques.
Esters de cellulose (MEC)
Membrane idéale pour filtrer les échantillons en solutions aqueuses. Faible résistance aux solvants. Avec préfiltre en fibre de verre, elle est utilisée pour la filtration des milieux de cultures et des échantillons biologiques ainsi que pour la clarification et la stérilisation des solutions aqueuses. Très faible adsorption des protéines (adsorption inférieure aux membranes PVDF et Polysulfone). Le préfiltre en fibre de verre multiplie par 3 le volume filtrable.
Nylon et Nylon Low Extractibles (LE)
Membrane fréquemment employée pour la filtration des échantillons HPLC avant injection.
Bonne résistance aux solvants. Caractéristiques hydrophiles, donne de bons résultats avec les solutions aqueuses. Déconseillée pour la filtration des protéines lorsqu’un taux de récupération maximum est nécessaire.
Polypropylène (PP)
Très résistante, peut être utilisée avec tous les solvants et acides. La résistance d’un filtre à coque de polypropylène est limitée par la résistance de la membrane filtrante.
PVDF
Membrane hydrophobe ayant une bonne résistance aux solvants. Elle est excellente pour la filtration des solvants HPLC, de même que pour la plupart des solutions biologiques. La membrane PVDF est considérée comme étant celle qui présente le plus faible taux d’adsorption de protéines.
PVDF-HLC (hydrophile)
Membrane hydrophile, sans extractibles, ayant une très bonne compatibilité avec les solutions 100% aqueuses. Elle présente un très faible taux d’adsorption des protéines et est par conséquent recommandée pour la filtration des milieux biologiques.
PTFE
Membrane hydrophobe, chimiquement résistante aux solvants, acides et bases. La membrane PTFE ne relargue pas d’impuretés dans le filtrat. Elle est idéale pour la filtration des solvants HPLC non aqueux.
PTFE-HLC (hydrophile)
Membrane hydrophile, sans extractibles, ayant une très bonne compatibilité avec les solutions aqueuses et organiques. Haute résistance au pH et à la température, faible taux d’adsorption des protéines.
Fibres de verre (GMF/GF)
Couramment utilisées comme préfiltre dans la plupart des filtrations. Certaines de ces membranes sont employées pour le lavage et la purification de DNA.
Polyéthersulfone (PES)
Membrane hydrophile avec un très faible taux d’adsorption pour les protéines et acides nucléiques. Très forte résistance mécanique de la membrane permettant la filtration rapide de grand volume d’échantillon. Dédiée principalement à la filtration de cultures cellulaires. Compatible avec les alcools et bases fortes.
Nitrocellulose (NO2)
Membrane hydrophile recommandée pour la clarification et filtration d’échantillons aqueux au même titre que les membranes en MEC.
Acétate de cellulose (CA)
Membrane hydrophile fréquemment utilisée pour la filtration de solutions aqueuses.
Elle présente un très faible taux d’adsorption protéique. Sa résistance chimique aux solvants est moins importante que celle des membranes RC.
4. Pour rappel :
PTFE : Polytétrafluoroéthylène
PTFE-HLC : Polytétrafluoroéthylène hydrophile
PVDF : Polyvinylidine difluoride
PVDF-HLC : Polyvinylidine difluoride hydrophile
RC : Cellulose régénérée
MEC : Mélange d’esters de cellulose
PES : Polyéthersulfone
NO2 : Nitrocellulose
GF : Fibre de verre
GMF : Micro fibre de verre
Nylon : Polyamide 6
Nylon LE : Nylon à faible taux d’extractibles
PP : Polypropylène
PP-2 : Polypropylène hydrophile
PE : Polyéthylène
UH-PE : Polyéthylène haute densité
CA : Acétate de cellulose
