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Frequenzmodulierte Retention magnetischer Mikro- und Nanopartikel

Die Anwendung magnetischer Mikro- und Nanopartikel ist aufgrund derer großen spezifischen Oberflächen in vielen Bereichen der (Bio-) Chemischen und Pharmazeutischen Industrie von großem Interesse. Die selektive Separierbarkeit sowie die geringere Anfälligkeit unporöser magnetischer Sorbentien gegenüber Fouling, machen ihren Einsatz auch in Suspensionen möglich, die neben den Magnetpartikel weitere Feststoffe halten. Ein Beispiel hierfür ist die direkte Proteinisolation aus ungeklärten Zellhomogenisaten oder feststoffhaltigen biologischen Produktströmen, wie z.B. Molke.
Die klassische Betriebsweise der dabei eingesetzten Partikelseparation ist hierbei ein zyklischer Betrieb, mit abwechselnden Separations- (Magnet ein) bzw. Ausspülschritten (Magnet aus). Unter der Voraussetzung ausreichend starker Magnetfelder ist dabei die Aufenthaltszeit magnetischer Partikel innerhalb des Separators unabhängig von ihrer Größe und Magnetisierbarkeit, da der Partikelrückhalt während der Separationsphase praktisch 100% beträgt. Es existieren aber auch Anwendungsfälle, in denen eine größen- bzw. magnetisierungsabhängige Variabilität der Rückhaltung der Partikel vorteilhaft wäre. Im Rahmen der Arbeit soll untersucht werden, inwiefern eine Kombination einer Hochgradienten-Separationsmatrix mit einer frequenz- und amplitudenmodellierten Feldstärke eine Beeinflussung der Retentionszeit magnetischer Partikel ermöglicht.
Aufgabenstellung
Ziele der Arbeit sind daher Entwicklung, Aufbau, Inbetriebnahme und Charakterisierung eines Systems zur Steuerung von Retentionszeiten magnetischer Nanopartikel. Die Arbeitspakete umfassen:
  • Planung und Aufbau des Systems unter Verwendung eines schaltbaren Helmholzspulenpaares
  • Test und Optimierung unterschiedlicher Matrixanordnungen und Materialien
  • Untersuchung des Einfluss von Feldstärke, Frequenz und Spannung auf die Partikelretention
  • Auftrennung von Gemischen unterschiedlich stark magnetischer Nanopartikel
 
Die schriftliche Arbeit ist in dreifacher Ausführung abzugeben und eine Zusammenfassung der Arbeitsinhalte ist in einem Vortrag am Ende des sechsmonatigen Zeitabschnittes zu präsentieren.
 
Gewünschter Bewerbungszugang:
Bewerbungen per Mail an moritz.ebeler@kit.edu
Send application to
Dipl.-Ing. Moritz Ebeler
moritz.ebeler@kit.edu
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