כרומטוגרפיה חילוף יונים היא שיטה אנליטית מבוססת על העקרונות של כרומטוגרפיה לייצר ההפרדה בין מינים יוניים ומולקולריים כי התערוכה קוטבית. זה מבוסס על הנחת היסוד של הקשר בין חומרים אלה ביחס לחומר אחר המכונה מחליף יונים.
במובן זה, חומרים שיש להם מטען חשמלי מופרשים בזכות תזוזה יונית, בה מינים אחד או יותר יונים מועברים מנוזל למוצק באמצעות חילופי דברים, בשל העובדה שיש להם מטענים שווים.
מינים יונים אלה נקשרים לקבוצות פונקציונליות הממוקמות על פני השטח באמצעות אינטראקציות אלקטרוסטטיות המאפשרות חילופי יונים. יתר על כן, היעילות של הפרדת יונים תלויה במהירות החלפת החומר ובשיווי המשקל בין שני השלבים; כלומר, זה מבוסס על העברה זו.
תהליך
לפני שמתחילים בתהליך הכרומטוגרפיה של חילופי יונים, יש לקחת בחשבון גורמים חשובים מסוימים המאפשרים למטב את ההפרדה ולקבל תוצאות טובות יותר.
אלמנטים אלה כוללים את כמות האנליט, המסה הטוחנית או המשקל המולקולרי של הדגימה, ואת המטען של המינים המרכיבים את האנליט.
גורמים אלה חיוניים לקביעת פרמטרי הכרומטוגרפיה, כגון השלב הנייח, גודל העמודה וממדי הנקבוביות של המטריצה, בין היתר.
שיקולים ראשוניים
ישנם שני סוגים של כרומטוגרפיה להחלפת יונים: אחד הכרוך בתזוזת קטיונים ואחד הכרוך בתזוזת אניון.
בשלב הראשון, לשלב הנייד (המהווה את הדגימה להפרדה) יש יונים עם מטען חיובי, בעוד שבשלב הנייח יש יונים עם מטען שלילי.
במקרה זה, המינים בעלי המטען החיובי נמשכים לשלב הנייח תלוי בעוצמתם היונית וזה בא לידי ביטוי בזמן השמירה המוצג בכרומטוגרמה.
באופן דומה, כרומטוגרפיה הכרוכה בהעברת אניונים, השלב הנייד טעון שלילי באופן שלילי, בעוד שהשלב הנייח יונים טעונים חיובית.
במילים אחרות, כאשר לשלב הנייח יש מטען חיובי הוא משמש בהפרדת המין האוניוני, וכששלב זה הוא אנוני באופיו הוא משמש בהפרדה של המין הקטיוני שנמצא במדגם.
במקרה של תרכובות המציגות מטען חשמלי ומפגינות מסיסות במים (כמו חומצות אמינו, נוקליאוטידים קטנים, פפטידים וחלבונים גדולים), אלה משתלבים עם שברים המציגים את המטען ההפוך, ויוצרים קשרים יוניים עם הפאזה נייח שאינו מסיס.
תהליך
כאשר השלב הנייח נמצא בשיווי משקל, קיימת קבוצה פונקציונלית הרגישת ליינון, בה חומרים המעניינים במדגם מופרדים ומכמתים, ויכולים להשתלב בו זמנית עם תנועתם לאורך העמוד. כרומטוגרפי.
לאחר מכן ניתן לחמם את המינים ששולבו ואז לאסוף אותם באמצעות חומר eluting. חומר זה מורכב מאלמנטים קטיוניים ואנוניים, ומביא לריכוז גדול יותר של יונים לאורך העמוד או שינוי מאפייני החומציות שלו.
לסיכום, תחילה מינים שמסוגלים להחליף יונים נטענים על פני השטח בצורה חיובית עם גחלים, ואז מתרחש שילוב היונים שיופרש. כאשר מתחילים את תהליך ההתחמקות, המינים היוניים הקשורים חלשים desorbed.
לאחר מכן, המין היוני עם הקשרים החזקים יותר הופך גם הוא להתפורר. לבסוף מתרחשת התחדשות, שבה יתכן כי המצב הראשוני משוחזר על ידי שטיפת העמוד עם המין החוצץ שמתערב בתחילה.
התחלה
כרומטוגרפיה של חילופי יונים מבוססת על העובדה שהמינים המבטאים מטען חשמלי הקיים באנליטי הם מופרדים הודות לכוחות המשיכה האלקטרוסטטיים, כאשר הם עוברים דרך חומר שרף מסוג יוני בתוך תנאים ספציפיים של טמפרטורה ו- pH.
הפרדה זו נגרמת כתוצאה מהחלפה הפיכה של מינים יוניים בין היונים שנמצאים בתמיסה לאלה שנמצאים בחומר שרף העקירה בעל אופי יוני.
באופן זה, התהליך המשמש להפרדת תרכובות במדגם כפוף לסוג השרף המשמש, בהתאם לעקרון מחליפי האוניון והקטיונים שתואר לעיל.
מכיוון שהיונים המעניינים נכלאים בחומר השרף, יתכן וזורם של העמוד הכרומטוגרפי עד להיחממת יתר המינים היוניים.
בהמשך, מותר לזרום את המינים היוניים הכלואים בשרף תוך שהם מועברים לשלב נייד עם תגובתיות רבה יותר לאורך העמוד.
יישומים
כמו בסוג זה של כרומטוגרפיה, הפרדת החומרים מתבצעת עקב חילופי יונים, יש לה מספר רב של שימושים ויישומים, ביניהם:
- הפרדה וטיהור של דגימות המכילות שילובים של תרכובות בעלות אופי אורגני, המורכבות מחומרים כמו נוקלאוטידים, פחמימות וחלבונים.
- בקרת איכות בטיפול במים ובפיוניזציה וריכוך תמיסות (המשמשות בתעשיית הטקסטיל), כמו גם בהפרדה של מגנזיום וסידן.
- הפרדה וטיהור של תרופות, אנזימים, מטבוליטים הקיימים בדם ובשתן, וחומרים אחרים בעלי התנהגות אלקלית או חומצית, בתעשיית התרופות.
- הפחתת פתרונות וחומרים, כאשר רצוי להשיג תרכובות טוהר גבוה.
- בידוד של תרכובת ספציפית במדגם שיש להפריד, על מנת לקבל הפרדה מכינה שלו, שיהיה מאוחר יותר מושא לניתוחים אחרים.
כמו כן, שיטה אנליטית זו נמצאת בשימוש נרחב בענפי הפטרוכימיה, ההידרומט-כירורגיה, התרופות, הטקסטיל, המזון והמשקאות והמוליכים למחצה, בין תחומים אחרים.
הפניות
- ויקיפדיה. (sf). כרומטוגרפיה יונית. התאושש מ- en.wikipedia.org
- Biochem Den. (sf). מהי כרומטוגרפיה של חילופי יונים ויישומיה. נשלח מ- biochemden.com
- קרא את המחקר. (sf). כרומטוגרפיה של Ion Exchange - עקרון, שיטה ויישומים. התאושש מ- studyread.com
- מבוא לביוכימיה מעשית. (sf). כרומטוגרפיה של חילופי יונים. נשלח מ- elte.prompt.hu
- הלפריך, FG (1995). חילוף יונים. התאושש מ- books.google.co.ve