Сепарационные методы анализа и исследования веществ – это методы, в основе которых лежат процессы разделения сложных смесей на компоненты, различающиеся теми или иными свойствами (зарядом, размером, плотностью и т. д.).

Среди широкого круга сепарационных методов в Институте проводятся исследования и разработки в области электрофореза, хроматографии и акустофореза.

Высокоэффективный капиллярный электрофорез (ВЭКЭ)
Высокоэффективный капиллярный электрофорез- это метод жидкостной сепарации в высоковольтном электрическом поле. Метод характеризуется получением острых фронтов на границах электрофоретических зон, что обеспечивает высокую эффективность разделений (число теоретических тарелок до 1 млн).

Разделение компонентов смеси осуществляется за счет различия в электрофоретической подвижности компонентов смеси.

В Институте развиваются методы химической модификации кварцевых капилляров, изучаются электроповерхностные свойства капилляров, разрабатываются методы и способы, повышающие чувствительность и эффективность капиллярного электрофореза.

В последние годы в Институте разработан унифицированный комплекс приборов высокоэффективного капиллярного электрофореза серии НАНОФОР^®: НАНОФОР^® 01 со спектрофотометрическим (СФ) детектором, НАНОФОР^® 02 с высокочувствительным детектором лазериндуцированной флуоресценции и НАНОФОР^® 03 с четырехцветным ЛИФ детектором для секвенирования ДНК (лаборатория методов и приборов иммунного и генетического анализа).

Капиллярная электрохроматография (КЭХ)
КЭХ – это электрокинетический метод разделения, сочетающий в себе два хорошо известных аналитических метода – высокоэффективную жидкостную хроматографию и капиллярный электрофорез. В настоящее время в серии НАНОФОР^® разрабатывается новый прибор –«НАНОФОР-04» для высокоэффективной капиллярной электрохроматографии пептидов и белков на сплошной (монолитной) стационарной фазе. НАНОФОР 04 предназначен как для автономного использования, так и для совместной работы с масс-спектрометром (лаборатория методов и приборов иммунного и генетического анализа).

Электрофорез на флюидном чипе
В Институте проводятся работы по созданию приборов на основе микрофлюидных чипов («lab-on-a-chip» или «µ-TAS» - micro-Total Analysis System). При этом все аналитические операции и действия с пробой, включая дозирование (в объеме нано- и пико- литров), подготовку пробы, смешивание с реагентами, химические реакции, разделение полученного продукта и детектирование, производятся на компактном устройстве – микрочипе (микрофлюидном чипе).

Микрочип оснащен сетью микроканалов, сосудами, реакторами, дозаторами, фильтрами, нагревателями, электродами и другими функциональными элементами. Все это позволяет управлять потоками веществ и реализовать сложные многостадийные аналитические реакции и процессы. Преимущества таких приборов по сравнению с классическими аналогами: сверхмалый объем пробы, малый расход реагентов, сокращение времени анализа, высокая селективность и чувствительность, реальная возможность полной автоматизации и контроля всех стадий анализа, возможность организации замкнутого цикла при анализе.

Основными направлениями исследований в Институте являются:

• анализ и изучение физико-химических явлений, происходящих в микро- и наноразмерных системах;
• создание новых архитектур (топологий) микрочипов;
• создание аналитических систем на микрочиповой платформе;
• разработка высокочувствительных и селективных методик экспресс-анализа веществ для микрочиповых систем;
• развитие микро- и нано-технологий получения микроразмерных устройств.

Основное внимание уделяется созданию методик анализа биологических проб: ДНК, РНК; антител, антигенов, энзимов, лигандов; клеток, бактерий и др. (лаборатория информационно-измерительных био- и хемосенсорных микросистем).

Жидкостная хроматография со свободной неподвижной фазой (ЖХСНФ)
Метод ЖХСНФ является перспективным методом концентрирования и разделения веществ и используется для решения различных задач аналитической химии, радиохимии, фармакологии, биохимии и биотехнологии. Разделение веществ происходит за счет различия в коэффициентах их распределения между несмешивающимися фазами жидкостной системы.

Особенностью ЖХСНФ является отсутствие сорбента или твердого носителя для удержания неподвижной жидкой фазы, что обеспечивает возможность использования разнообразных двухфазных жидкостных систем; легкость перехода от одной распределительной системы к другой, а также возможность исключить потери разделяемых веществ за счет взаимодействия с матрицей сорбента и добиться высокого выхода целевого продукта.

Разработки последних лет – планетарная центрифуга с оригинальным приводом, улучшающим эксплуатационные характеристики прибора и противоточный жидкость – жидкостной хроматограф для аналитического и полупрепаративного разделения веществ (лаборатория акустических средств анализа и подготовки проб).

Акустофорез
Акустофорез – метод сепарации дисперсных систем за счет силового действия акустического поля на частицы дисперсной фазы. В Институте проводятся исследования и разработки в двух направлениях.

Первое основано на применении эффекта пространственного разделения компонентов жидких дисперсных систем в поле стоячей ультразвуковой волны. Кинетика этого процесса используется для изучения контактных взаимодействий и физико-химических свойств дисперсных систем.

Второе основано на применении нового принципа фракционирования, названного «проточным ультразвуковым селектированием». Ультразвуковое поле создается в проточной ячейке и играет роль «объемного управляемого фильтра», обеспечивающего селективное удерживание тех или иных микрочастиц в зависимости от их характеристик и параметров поля. Разделение микрочастиц на фракции может быть осуществлено в соответствии с их размером, плотностью и сжимаемостью (лаборатория акустических средств анализа и подготовки проб).