Den ionebytterkromatografi er en analytisk teknikk som er basert på prinsippene om kromatografi for å frembringe separering av ioniske og molekyltyper som utviser polaritet. Dette er basert på forutsetningen om hvor beslektede disse stoffene er i forhold til en annen som kalles ionebytter.
I denne forstand utskilles stoffer som har en elektrisk ladning takket være ionisk forskyvning, der en eller flere ioniske arter blir overført fra et fluid til et faststoff gjennom utveksling, på grunn av det faktum at de har like ladninger.
Disse ioniske artene binder seg til funksjonelle grupper lokalisert på overflaten gjennom elektrostatisk interaksjon som letter ionebytte. Videre avhenger effektiviteten av ioneseparasjon av hastigheten på materieutveksling og likevekten mellom de to fasene; det vil si at den er basert på denne overføringen.
Prosess
Før start av ionebytterkromatografiprosessen, må visse viktige faktorer tas med i betraktningen, som gjør det mulig å optimalisere separasjonen og oppnå bedre resultater.
Disse elementene inkluderer mengden analyt, molmasse eller molekylvekt av prøven, og ladningen av artene som utgjør analytten.
Disse faktorene er viktige for å bestemme kromatografiparametrene, så som den stasjonære fasen, kolonnestørrelsen og poredimensjonene til matrisen, blant andre.
Foreløpige hensyn
Det er to typer ionebytterkromatografi: en som involverer kationfortrengning og en som innebærer anionfortrengning.
I den første 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 de positivt ladede artene til den stasjonære fasen avhengig av deres ionestyrke, og dette gjenspeiles i retensjonstiden vist i kromatogrammet.
Tilsvarende i kromatografi som involverer anionskifte, har mobilfasen negativt ladede ioner, mens den stasjonære fasen har positivt ladede ioner.
Med andre ord, når den stasjonære fasen har en positiv ladning, blir den brukt i separasjonen av de anioniske artene, og når denne fasen er anionisk i sin natur, blir den brukt i segregeringen av de kationiske artene som er til stede i prøven.
Når det gjelder forbindelser som har en elektrisk ladning og som har oppløselighet i vann (for eksempel aminosyrer, små nukleotider, peptider og store proteiner), kombineres disse med fragmenter som har motsatt ladning, og produserer ioniske bindinger med fasen. stasjonær som ikke er løselig.
Prosess
Når den stasjonære fasen er i likevekt, er det en funksjonell gruppe som er mottagelig for ionisering, der stoffene av interesse i prøven er segregerte og kvantifiserte, og som kan kombineres samtidig som de beveger seg langs kolonnen. kromatografisk.
Deretter kan artene som er blitt kombinert elueres og deretter samles ved hjelp av et eluerende stoff. Dette stoffet består av kationiske og anioniske elementer, noe som gir opphav til en større konsentrasjon av ioner i hele kolonnen eller endrer dets pH-egenskaper.
Oppsummert blir først en art som er i stand til å utveksle ioner overflatebelastet på en positiv måte med motioner, og deretter finner kombinasjonen av ionene som vil skilles ut. Når elueringsprosessen startes, desorberes de svakt bundne ioniske artene.
Etter dette desorberes også de ioniske artene med sterkere bindinger. Til slutt skjer regenerering, hvor det er mulig at den opprinnelige tilstand rekonstitueres ved å vaske kolonnen med den buffrede arten som først griper inn.
Begynnelse
Ionbytterkromatografi er basert på det faktum at artene som viser en elektrisk ladning som er tilstede i analytten, er segregerte takket være de elektrostatiske tiltrekningskreftene, når de beveger seg gjennom et harpiksstoff av ionetype i spesifikke forhold for temperatur og pH.
Denne segregeringen er forårsaket av den reversible utvekslingen av ioniske arter mellom ionene som finnes i løsningen og de som finnes i den fortrengende harpiksstoff som har en ionisk natur.
På denne måten er prosessen anvendt for segregering av forbindelser i prøven underlagt den type harpiks som ble brukt, etter prinsippet om anion- og kationbyttere som ble beskrevet ovenfor.
Siden ionene av interesse er fanget i det harpiksholdige stoffet, er det mulig for den kromatografiske kolonnen å strømme til resten av den ioniske arten er eluert.
Deretter tillates de ioniske artene som er fanget i harpiksen å strømme, mens de transporteres av en mobil fase med større reaktivitet langs kolonnen.
applikasjoner
Som i denne typen kromatografi blir separasjonen av stoffer utført på grunn av ionisk utveksling, den har et stort antall anvendelser og anvendelser, blant disse er følgende:
- Separasjon og rensing av prøver som inneholder kombinasjoner av forbindelser av organisk art, sammensatt av stoffer som nukleotider, karbohydrater og proteiner.
- Kvalitetskontroll i vannbehandling og i avionisering og mykgjøring av løsninger (brukt i tekstilindustrien), samt segregering av magnesium og kalsium.
- Separasjon og rensing av medisiner, enzymer, metabolitter som er til stede i blodet og urinen, og andre stoffer med alkalisk eller sur oppførsel, i legemiddelindustrien.
- Demineralisering av løsninger og stoffer, der du ønsker å oppnå forbindelser med høy renhet.
- Isolering av en spesifikk forbindelse i en prøve som skal skilles, for å få en forberedende separasjon av den for senere å bli gjenstand for andre analyser.
På samme måte er denne analysemetoden mye brukt i petrokjemisk, hydrometallurgisk, farmasøytisk, tekstil-, mat- og drikkeindustri, og halvlederindustrien, blant andre områder.
referanser
- Wikipedia. (SF). Ionekromatografi. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org
- Biochem Den. (SF). Hva er Ion Exchange Chromatography og dens applikasjoner. Hentet fra biochemden.com
- Studieles. (SF). Ion Exchange-kromatografi-prinsipp, metode og applikasjoner. Gjenopprettet fra studyread.com
- Introduksjon til praktisk biokjemi. (SF). Ionbytterkromatografi. Hentet fra elte.prompt.hu
- Helfferich, FG (1995). Ionbytte. Gjenopprettet fra books.google.co.ve