Nasze filtry bezstrzykawkowe Mini-UniPrep™ eliminują konieczność stosowania oddzielnych materiałów eksploatacyjnych jednorazowego użytku i pozwalają na przygotowanie próbek w czasie o jedną trzecią krótszym niż w przypadku tradycyjnych metod przygotowywania próbek do HPLC (rys. 2).
W niniejszym artykule porównujemy średnią ilość odpadów z tworzyw sztucznych powstających podczas stosowania systemu filtrów bezstrzykawkowych Whatman™ Mini-Uniprep™ z ilością odpadów powstających podczas konwencjonalnego procesu przygotowywania próbek do HPLC z wykorzystaniem filtrów strzykawkowych o średnicach 13, 15, 25 i 33 mm.
Rys. 2. Filtry bezstrzykawkowe Whatman™ Mini-Uniprep™.
Filtry te stanowią jednostki typu „4 w 1”, łączące w jednym produkcie jednorazowego użytku fiolkę do autosamplera, membranę filtracyjną, tłok oraz kapturek z septą.
Materiały i metody
Badanie porównawcze opisane w niniejszym artykule przeprowadziliśmy w 2024 roku w zakładzie Cytiva w Portsmouth, Wielka Brytania. Materiały wykorzystane w badaniu zestawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Lista użytych produktów
| Filtr |
Producent |
| Filtr Whatman™ Mini-UniPrep™, obudowa przeźroczysta, kapturek z naciętą septą, 0.45 μm, 12 × 32 mm, membrana PTFE |
Cytiva |
| Filtr strzykawkowe Acrodisc™, membrana PTFE, 0.45 μm, 13 mm, niesterylne |
Cytiva |
| Filtr strzykawkowe Acrodisc™, membrana PTFE, 0.45 μm, 25 mm, niesterylne |
Cytiva |
| Filtr strzykawkowe Whatman™ Puradisc™, membrana PTFE, 0.45 μm, 13 mm, niesterylny |
Cytiva |
| Filtr strzykawkowe Whatman™ Puradisc™, membrana PTFE, 0.45 μm, 25 mm, niesterylny |
Cytiva |
| Filtr strzykawkowy Minisart SRP, membrana hydrofobowa PTFE, 0.45 μm, 15 mm, niesterylny |
Sartorius |
| Filtr strzykawkowy Minisart SRP, membrana hydrofobowa PTFE, 0.45 μm, 25 mm, niesterylny |
Sartorius |
| Filtr strzykawkowy Millex-FH, membrana hydrofobowa PTFE, 0.45 μm, 13 mm, niesterylny |
Merck Millipore |
| Filtr strzykawkowy Millex-FH, membrana hydrofobowa PTFE, 0.45 μm, 33 mm, niesterylny |
Merck Millipore |
Celem niniejszego badania było porównanie średniej ilości odpadów z tworzyw sztucznych powstających podczas przygotowywania 10 próbek do analizy HPLC przy użyciu dwóch różnych procedur: konwencjonalnej metody przygotowywania próbek oraz procedury z wykorzystaniem filtrów Mini-UniPrep™. Aby oszacować ilość odpadów z tworzyw sztucznych powstających podczas konwencjonalnego przygotowywania próbek do HPLC, wykorzystaliśmy strzykawki o dwóch pojemnościach (5 i 10 ml) oraz filtry strzykawkowe o różnych średnicach (13, 15, 25 i 33 mm) pochodzące od firm Cytiva, Sartorius i Merck Millipore, powszechnie stosowane w procedurach laboratoryjnych (Tabela 1).
Wszystkie filtry strzykawkowe użyte w badaniu były wyposażone w hydrofobowe membrany z PTFE. Zarejestrowaliśmy masę 10 strzykawek, filtrów strzykawkowych, polipropylenowych fiolek do HPLC oraz kapturków z septami.
W przypadku procedury filtrowania Mini-UniPrep™ zważono i zarejestrowano 10 filtrów wraz z końcówkami pipet (Eppendorf) używanymi podczas przygotowywania próbek. Masa plastikowych opakowań, w których dostarczono materiały eksploatacyjne, nie została zarejestrowana, ponieważ wykraczała poza zakres badania.
Wyniki i omówienie
Średnia masa odpadów z tworzyw sztucznych powstających podczas przygotowywania próbek do HPLC metodą konwencjonalną z wykorzystaniem strzykawki o pojemności 5 ml wynosiła od 7,22 ± 0,03 g do 10,23 ± 0,02 g (rys. 3). Stwierdziliśmy korelację między rozmiarem filtra strzykawkowego stosowanego w procesie a średnią masą powstających odpadów z tworzyw sztucznych.
Zastosowanie naszych filtrów Acrodisc™ i Puradisc™ o średnicy 13 mm, Millex-FH o średnicy 13 mm oraz filtrów strzykawkowych Minisart SRP o średnicy 15 mm spowodowało wytworzenie odpowiednio 7,22 ± 0,03, 7,49 ± 0,02, 7,95 ± 0,03 oraz 8,18 ± 0,03 g odpadów z tworzyw sztucznych (rys. 3). Dla porównania, zastosowanie filtrów strzykawkowych Acrodisc™ i Puradisc™ o średnicy 25 mm spowodowało wytworzenie 8,96 ± 0,05 g i 9,01 ± 0,02 g odpadów z tworzyw sztucznych, podczas gdy filtry Minisart SRP o średnicy 25 mm i Millex-FH o średnicy 33 mm generowały odpowiednio 10,00 ± 0,03 g i 10,23 ± 0,02 g odpadów (rys. 3).
Stwierdziliśmy, że średnia waga odpadów z tworzyw sztucznych wytworzonych przy użyciu bezstrzykawkowego systemu filtracyjnego Mini-UniPrep™ wyniosła 2,66 ± 0,01 g (rys. 3). Zastosowanie procedury z filtrem Mini-UniPrep™ spowodowało zmniejszenie ilości odpadów z tworzyw sztucznych o 63%, 65%, 67% i 68% w porównaniu z konwencjonalnymi procedurami wykorzystującymi odpowiednio filtry strzykawkowe Acrodisc™ i Puradisc™ o średnicy 13 mm, Millex-FH o średnicy 13 mm oraz Minisart SRP o średnicy 15 mm.
Zastosowanie filtra Mini-UniPrep™ zmniejszyło ilość odpadów z tworzyw sztucznych o 70% w porównaniu z filtrami strzykawkowymi Acrodisc™ i Puradisc™ o średnicy 25 mm oraz o 73% w porównaniu z filtrami strzykawkowymi Sartorius (Minisart SRP) o średnicy 25 mm. Zaobserwowaliśmy również 74% redukcję odpadów z tworzyw sztucznych przy zastosowaniu procedury z filtrem bezstrzykawkowym w porównaniu z konwencjonalną procedurą wykorzystującą filtr strzykawkowy Merck Millipore (Millex-FH) o średnicy 33 mm.
Rys. 3. Średnia ilość odpadów z tworzyw sztucznych wytworzonych w procesie z wykorzystaniem filtra bezstrzykawkowego Mini-UniPrep™ w porównaniu z konwencjonalnymi procedurami przygotowania próbek do HPLC z użyciem strzykawki o pojemności 5 ml.
Stwierdzono istotne różnice w ilości odpadów z tworzyw sztucznych w teście t dla dwóch prób, przy założeniu nierównej wariancji między procesem z wykorzystaniem filtra bezstrzykawkowego Mini-UniPrep™ a konwencjonalną procedurą przygotowania próbek do HPLC z wykorzystaniem filtrów strzykawkowych firm Cytiva, Sartorius i Merck Millipore (p < 0,05)
Zwiększenie pojemności strzykawki z 5 do 10 ml spowodowało wzrost ilości odpadów z tworzyw sztucznych powstających w ramach standardowego procesu przygotowywania próbek do HPLC. Średnia ilość odpadów z tworzyw sztucznych powstałych podczas przygotowywania próbek do HPLC wynosiła od 9,77 ± 0,04 g do 12,78 ± 0,04 g (rys. 4).
Zastosowanie filtrów Acrodisc™ i Puradisc™ o średnicy 13 mm, Millex-FH o średnicy 13 mm oraz filtrów strzykawkowych Minisart SRP o średnicy 15 mm spowodowało wytworzenie odpowiednio 9,77 ± 0,04, 10,04 ± 0,04, 10,50 ± 0,04 oraz 10,73 ± 0,04 g odpadów z tworzyw sztucznych (rys. 4). W porównaniu z konwencjonalnymi procedurami wykorzystującymi filtry strzykawkowe Acrodisc™ i Puradisc™ o średnicy 13 mm filtr bezstrzykawkowy Mini-UniPrep™ zmniejszył ilość odpadów z tworzyw sztucznych odpowiednio o 73% i 74%. Ponadto zaobserwowaliśmy 75% redukcję w porównaniu z procedurami wykorzystującymi filtry strzykawkowe Millex-FH 13 mm i Minisart SRP 15 mm.
Zgodnie z wcześniejszymi wynikami stwierdziliśmy, że średnia ilość wytwarzanych odpadów z tworzyw sztucznych wzrosła, gdy do konwencjonalnej procedury włączono większe warianty filtrów strzykawkowych. Na przykład zastosowanie filtrów strzykawkowych Acrodisc™ i Puradisc™ o średnicy 25 mm spowodowało powstanie odpowiednio 11,50 ± 0,04 g i 11,56 ± 0,04 g odpadów z tworzyw sztucznych (rys. 4). Przejście w tym przypadku na procedurę z wykorzystaniem filtra bezstrzykawkowego Mini-UniPrep™ spowodowało zmniejszenie ilości odpadów z tworzyw sztucznych o 77%. Wreszcie, najwyższy poziom odpadów z tworzyw sztucznych zaobserwowano podczas stosowania konwencjonalnego procesu z filtrami strzykawkowymi Minisart SRP 25 mm (12,55 ± 0,04 g) i Millex-FH 33 mm (12,78 ± 0,04 g) (rys. 4). Przejście na proces z filtrami bezstrzykawkowymi Mini-UniPrep™ zmniejszyło ilość odpadów z tworzyw sztucznych o 79%.
Rys. 3. Średnia ilość odpadów z tworzyw sztucznych powstających w procesie filtrowania bez użycia strzykawki Mini-UniPrep™ w porównaniu z konwencjonalnymi procedurami przygotowania próbek do HPLC z wykorzystaniem strzykawki o pojemności 10 ml.
Zaobserwowano istotne różnice w ilości odpadów z tworzyw sztucznych w teście t dla dwóch prób, przy założeniu nierównej wariancji między procesem z filtrem bezstrzykawkowym Mini-UniPrep a konwencjonalnym procesem przygotowania próbek do HPLC z wykorzystaniem filtrów strzykawkowych firm Cytiva, Sartorius i Merck Millipore (p < 0,05).
W niniejszym badaniu wykazaliśmy, że zastosowanie naszego filtra bezstrzykawkowego Mini-UniPrep™ pozwala ograniczyć ilość odpadów z tworzyw sztucznych w porównaniu z konwencjonalną metodą przygotowywania próbek do HPLC. Wyniki sugerują, że filtr bezstrzykawkowy Mini-UniPrep™ może służyć jako ekologiczna alternatywa w procesie przygotowywania próbek do HPLC. Jednak w niektórych zastosowaniach użycie filtrów bezstrzykawkowych może być nieodpowiednie. Ma to szczególne znaczenie w przypadku próbek zawierających duże ilości cząstek stałych, które mogą zatykać filtr. W takich sytuacjach konieczne jest zastosowanie konwencjonalnego przygotowania próbek do HPLC.
Istnieją jednak skuteczne strategie, które można zastosować w celu ograniczenia ilości odpadów z tworzyw sztucznych powstających w wyniku używania bardziej tradycyjnego podejścia. Wykorzystamy dane z badania, aby to zademonstrować. Po pierwsze, można zmniejszyć rozmiar filtra strzykawkowego używanego do przygotowania próbek. Przejście z filtra strzykawkowego Acrodisc™ o średnicy 25 mm na wersję 13 mm pozwala zmniejszyć średnią ilość odpadów z tworzyw sztucznych z 11,5 ± 0,04 g do 9,77 ± 0,04 g, co odpowiada redukcji o 15%.
Ponadto można również stosować mniejsze strzykawki. Zmniejszenie pojemności strzykawki z 10 do 5 ml przy użyciu naszego filtra strzykawkowego Acrodisc™ o średnicy 25 mm pozwala zmniejszyć średnią ilość odpadów z tworzyw sztucznych z 11,5 ± 0,04 g do 8,96 ± 0,05 g, co stanowi redukcję o 22%. Najbardziej skuteczną strategią dla osób dbających o zrównoważony rozwój byłoby zmniejszenie rozmiaru strzykawki i filtra strzykawkowego, co może obniżyć średnią ilość odpadów z tworzyw sztucznych z 11,5 ± 0,04 g do 7,22 ± 0,03 g i stanowić średnią redukcję o 4,28 g. Odpowiada to 37-procentowej redukcji odpadów z tworzyw sztucznych2.
2 W niektórych przypadkach do zapewnienia skutecznej filtracji może być konieczna większa efektywna powierzchnia filtracyjna. W takich sytuacjach zmniejszenie rozmiaru filtra strzykawkowego może okazać się niemożliwe.
