Ion-utvekslingskromatografi: Prosedyre, prinsipper
Ionbytterkromatografien er en analytisk teknikk som er basert på prinsippene for kromatografi for å produsere separasjonen av ioniske og molekylære arter som utviser polaritet. Dette er basert på premissen om hvordan lignende disse stoffene er i forhold til en annen kalt ionbytter.
I denne forstand er stoffene som har en elektrisk ladning segregert takket være ionisk forskyvning, hvor en eller flere ioniske arter overføres fra en væske til et fast stoff ved utveksling på grunn av at de har samme ladninger.
Disse ioniske artene er knyttet til funksjonelle grupper plassert på overflaten ved hjelp av interaksjoner av elektrostatisk type som letter ionbytter. I tillegg avhenger effektiviteten av separasjonen av ioner av hastigheten i utvekslingen av materie og balansen mellom begge faser; det vil si, det er basert på denne overføringen.
prosessen
Før i gang med prosessen med ionbytterkromatografi bør det tas hensyn til visse faktorer med stor relevans, noe som gjør det mulig å optimalisere separasjonen og oppnå bedre resultater.
Blant disse elementene er mengden av analyt, molar masse eller molekylvekt av prøven og belastningen av arten som utgjør analytten.
Disse faktorene er uunnværlige for å bestemme parametrene for kromatografien, slik som den stasjonære fasen, størrelsen på kolonnen og dimensjonene av porens av matrisen, blant andre.
Tidligere overveielser
Det er to typer ionbytningskromatografi: den som involverer kationisk forskyvning og den som innebærer anionisk forskyvning.
I den første fasen har mobilfasen (som utgjør prøven som skal skilles), ioner med en positiv ladning, mens den stasjonære fasen har ioner med en negativ ladning.
I dette tilfellet tiltrekkes arten med positiv ladning av den stasjonære fasen avhengig av deres ionstyrke, og dette reflekteres i retensjonstiden vist i kromatogrammet.
På samme måte, i kromatografi som involverer anionisk forskyvning, har mobilfasen negativt ladede ioner, mens den stasjonære fasen har positivt ladede ioner.
Med andre ord, når den stasjonære fasen har en positiv ladning, brukes den i separasjonen av anioniske arter, og når denne fasen er av anionisk natur, blir den brukt i segregeringen av de kationiske arter som er tilstede i prøven.
I tilfelle av forbindelser som presenterer en elektrisk ladning og utviser vannoppløselighet (slik som aminosyrer, små nukleotider, peptider og store proteiner), kombinerer de med fragmenter som har en motsatt ladning, som produserer bindinger av ionisk natur med fasen stasjonær som ikke er løselig.
prosessen
Når den stasjonære fasen er i likevekt, er det en funksjonell gruppe som er utsatt for ionisering, hvor stoffene av interesse av prøven er segregert og kvantifisert, og kan kombineres mens de beveges langs kolonnen kromatografisk.
Deretter kan arten som er kombinert elueres og deretter oppsamles ved bruk av en elueringsmiddel. Dette stoffet utgjøres av kationiske og anioniske elementer, noe som gir opphav til en større konsentrasjon av ioner langs kolonnen eller modifisering av pH-egenskapene til det samme.
Sammendrag, først er en art som er i stand til å utveksle ioner, positivt ladet med motjoner, og da produseres kombinasjonen av ioner som vil bli utskilt. Når elueringsprosessen begynner, gjennomgår de svake bundet ioniske artene desorption.
Etter dette blir også ioniske arter med sterkere bindinger desorbed. Til slutt oppstår regenerering, hvor det er mulig at den opprinnelige tilstand rekonstitueres ved vasking av kolonnen med bufret art som inntrer i utgangspunktet.
begynner
Ionbytterkromatografien er basert på det faktum at arten som manifesterer elektrisk ladning tilstede i analytten, segregeres takket være de attraktive kreftene av elektrostatisk type, når disse beveger seg gjennom en harpiksholdig substans av ionisk type i spesifikke forhold for temperatur og pH.
Denne segregeringen er forårsaket av reversibel utveksling av ioniske arter mellom ioner som finnes i løsningen og de som finnes i harpiksholdige forskyvningsstoffet som har en ionisk natur.
På den måten er prosessen som anvendes for segregeringen av forbindelser i prøven gjenstand for den type harpiks som anvendes, i henhold til prinsippet om de anioniske og kationiske vekslere beskrevet ovenfor.
Siden ioner av interesse er fengslet i harpiksholdige substanser, er det mulig at kromatografikolonnen strømmer inntil resten av den ioniske arten blir eluert.
Deretter får ioniske arter som er fengslet i harpiksen, lov til å strømme mens de beveger seg gjennom en mobil fase med større reaktivitet langs kolonnen.
søknader
Som i denne typen kromatografi utføres separeringen av stoffer på grunn av ionbytter, den har et stort antall bruksområder og anvendelser, blant annet følgende:
- Separering og rensing av prøver som inneholder kombinasjoner av organiske forbindelser, utgjøres av stoffer som nukleotider, karbohydrater og proteiner.
- Kvalitetskontroll ved behandling av vann og i prosesser for deionisering og mykning av løsninger (brukt i tekstilindustrien), samt segregering av magnesium og kalsium.
- Separering og rensing av stoffer, enzymer, metabolitter som er tilstede i blod og urin, og andre stoffer av alkalisk eller syreadferd, i farmasøytisk industri.
- Demineralisering av løsninger og stoffer, der det er ønskelig å oppnå forbindelser med høy renhet.
Isolering av en spesifikk forbindelse i en prøve som det er ønskelig å separere for å oppnå en forberedende separasjon derav for senere å være gjenstand for andre analyser.
På samme måte er denne analysemetoden mye brukt i petrokjemisk, hydrometallurgisk, farmasøytisk, tekstil-, mat- og drikkevare- og halvlederindustrien, blant andre områder.
