Ioninvaihtokromatografia on analyyttinen tekniikka perustuu periaatteisiin kromatografiaa, jotta syntyy erottaminen ionisten ja molekyylilajien, joilla on polaarisuus. Tämä perustuu oletukseen siitä, kuinka nämä aineet ovat suhteessa toiseen, nimeltään ioninvaihtimeen.
Tässä mielessä aineet, joilla on sähkövaraus, erittyvät ionin siirtymisen ansiosta, jossa yksi tai useampi ionilaji siirretään nesteestä kiinteään aineeseen vaihdon kautta, johtuen siitä, että niillä on yhtä suuret varaukset.
Nämä ioniset lajit sitoutuvat toiminnallisiin ryhmiin, jotka sijaitsevat pinnalla sähköstaattisten vuorovaikutusten kautta, jotka helpottavat ioninvaihtoa. Lisäksi ionierottelun tehokkuus riippuu aineenvaihtonopeudesta ja kahden vaiheen välisestä tasapainosta; eli se perustuu tähän siirtoon.
Prosessi
Ennen ioninvaihtokromatografiaprosessin aloittamista on otettava huomioon tietyt tärkeät tekijät, jotka mahdollistavat erottelun optimoinnin ja parempien tulosten saamisen.
Nämä elementit sisältävät analyytin määrän, näytteen moolimassan tai molekyylipainon ja analyytin muodostavien lajien varauksen.
Nämä tekijät ovat välttämättömiä kromatografiaparametrien, kuten esimerkiksi kiinteän faasin, pylvään koon ja matriisin huokosmittojen määrittämiseksi.
Alustavat näkökohdat
Ioninvaihtokromatografiaa on kahta tyyppiä: yksi, johon sisältyy kationin siirtymä ja toinen, joka sisältää anionin siirtymisen.
Ensimmäisessä liikkuvassa vaiheessa (joka muodostaa erotettavan näytteen) on ioneja, joilla on positiivinen varaus, kun taas kiinteässä vaiheessa on ioneja, joilla on negatiivinen varaus.
Tässä tapauksessa positiivisesti varautuneet lajit houkuttelevat paikallaan olevaan vaiheeseen niiden ionivahvuudesta riippuen, ja tämä heijastuu kromatogrammissa näytetyssä retentioajassa.
Samoin kromatografiassa, johon sisältyy anioninsiirto, liikkuvassa faasissa on negatiivisesti varautuneita ioneja, kun taas kiinteässä vaiheessa on positiivisesti varautuneita ioneja.
Toisin sanoen, kun kiinteässä vaiheessa on positiivinen varaus, sitä käytetään anionisten lajien erotteluun, ja kun tämä faasi on luonteeltaan anioninen, sitä käytetään näytteessä olevien kationisten lajien erotteluun.
Niissä yhdisteissä, joissa on sähkövaraus ja jotka liukenevat veteen (kuten aminohapot, pienet nukleotidit, peptidit ja suuret proteiinit), nämä yhdistyvät fragmenttien kanssa, jotka esittävät vastakkaisen varauksen, tuottaen ionisia sidoksia faasin kanssa. paikallaan oleva, joka ei liukene.
Prosessi
Kun paikallaan oleva faasi on tasapainossa, on olemassa ionisaatiolle alttiita funktionaalisia ryhmiä, joissa näytteessä olevat kiinnostavat aineet erotetaan ja määritetään kvantitatiivisesti, jolloin ne voivat yhdistyä samalla kun ne liikkuvat pylväässä. kromatografinen.
Myöhemmin yhdistetyt lajit voidaan eluoida ja kerätä sitten käyttämällä eluointiainetta. Tämä aine koostuu kationisista ja anionisista elementeistä, mikä aiheuttaa suuremman ionipitoisuuden koko pylväässä tai muuttaa sen pH-ominaisuuksia.
Yhteenvetona voidaan todeta, että ensin lajeja, jotka kykenevät vaihtamaan ioneja, ladataan pinta positiivisella tavalla vastaioneilla, ja sitten erittyvien ionien yhdistelmä tapahtuu. Kun eluutioprosessi aloitetaan, heikosti sitoutuneet ionilajit desorboidaan.
Tämän jälkeen myös ionilajit, joilla on vahvemmat sidokset, desorboituvat. Lopuksi tapahtuu regeneroituminen, jossa on mahdollista, että alkutila palautetaan pesemällä pylväs puskuroiduilla lajeilla, jotka ensin puuttuvat.
Alku
Ioninvaihtokromatografia perustuu tosiasiaan, että lajit, jotka ilmentävät analyytissä läsnä olevan sähkövarauksen, erotetaan sähköstaattisten vetovoimien ansiosta, kun ne liikkuvat ionityyppisen hartsimaisen aineen läpi erityiset lämpötilan ja pH: n olosuhteet.
Tämä segregaatio johtuu ionisten lajien palautuvasta vaihdosta liuoksessa olevien ionien ja niiden ionien välillä, jotka löytyvät siirtymähartsimaisesta aineesta, jolla on ioninen luonne.
Tällä tavoin menetelmä, jota käytetään yhdisteiden eristämiseen näytteessä, riippuu käytetystä hartsityypistä, noudattaen edellä kuvattua anioni- ja kationinvaihtimien periaatetta.
Koska mielenkiinnon kohteena olevat ionit ovat jääneet kiinni hartsimaiseen aineeseen, on mahdollista, että kromatografiapylväs virtaa, kunnes loput ioniset lajit eluoituvat.
Seuraavaksi hartsiin jääneiden ionisten lajien annetaan virtata, kun niitä kuljetetaan liikkuvalla faasilla, jolla on suurempi reaktiivisuus kolonnia pitkin.
Sovellukset
Koska tämäntyyppisessä kromatografiassa aineiden erottaminen suoritetaan ioninvaihdon vuoksi, sillä on suuri määrä käyttötarkoituksia, muun muassa seuraavia:
- Näytteiden erottaminen ja puhdistaminen, jotka sisältävät orgaanisten yhdisteiden yhdistelmiä, jotka koostuvat aineista, kuten nukleotideista, hiilihydraateista ja proteiineista.
- Laadunvalvonta vedenkäsittelyssä sekä liuosten deionisoinnissa ja pehmentämisessä (käytetään tekstiiliteollisuudessa) samoin kuin magnesiumin ja kalsiumin erottelu.
- Lääkkeiden, entsyymien, veressä ja virtsassa olevien metaboliittien ja muiden alkalisen tai hapan käyttäytymisen omaavien aineiden erottaminen ja puhdistaminen lääketeollisuudessa.
- Liuosten ja aineiden demineralisointi, jos halutaan saada korkealaatuisia yhdisteitä.
- Spesifisen yhdisteen eristäminen erotettavasta näytteestä sen valmistelevan erottamisen aikaansaamiseksi, jotta se voidaan myöhemmin tutkia muissa analyyseissä.
Samoin tätä analyyttistä menetelmää käytetään laajalti muun muassa petrokemian, hydrometallurgisen, lääke-, tekstiili-, ruoka- ja juomateollisuuden sekä puolijohdeteollisuudessa.
Viitteet
- Wikipedia. (SF). Ionikromatografia. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org
- Biochem Den. (SF). Mikä on ioninvaihtokromatografia ja sen sovellukset. Haettu osoitteesta biochemden.com
- Opiskelu Lue. (SF). Ioninvaihtokromatografia - periaate, menetelmä ja sovellukset. Palautettu osoitteesta studyread.com
- Johdatus käytännön biokemiaan. (SF). Ioninvaihtokromatografia. Haettu osoitteesta elte.prompt.hu
- Helfferich, FG (1995). Ioninvaihto. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve