Ionenaustausch-Chromatographie-Verfahren, Prinzipien

Die Ionenaustauschchromatographie ist eine analytische Technik, die auf den Prinzipien der Chromatographie basiert, um die Trennung von ionischen und molekularen Spezies, die Polarität zeigen, zu erzeugen. Dies basiert auf der Prämisse, wie ähnlich diese Substanzen in Bezug auf einen anderen sogenannten Ionenaustauscher sind.

In diesem Sinne werden die Substanzen, die elektrische Ladung haben, dank der Ionenverschiebung, in der eine oder mehrere Ionenspezies durch Austausch von einer Flüssigkeit zu einem Feststoff übertragen werden, aufgrund gleicher Ladungen abgesondert.

Diese ionischen Spezies sind durch elektrostatische Wechselwirkungen, die den Ionenaustausch erleichtern, mit funktionellen Gruppen verknüpft, die sich auf der Oberfläche befinden. Darüber hinaus hängt die Wirksamkeit der Trennung der Ionen von der Schnelligkeit des Stoffaustausches und dem Gleichgewicht zwischen beiden Phasen ab; Das heißt, es basiert auf dieser Übertragung.

Index

• 1 Verfahren
  • 1.1 Vorherige Überlegungen
  • 1.2 Verfahren
• 2 Prinzipien
• 3 Anwendungen
• 4 Referenzen

Verfahren

Vor dem Start des Prozesses der Ionenaustausch-Chromatographie sollte bestimmte Faktoren von großer Relevanz berücksichtigen, die es ermöglichen, die Trennung zu optimieren und bessere Ergebnisse zu erzielen.

Zu diesen Elementen gehören die Menge an Analyt, die Molmasse oder das Molekulargewicht der Probe und die Beladung der Spezies, aus denen der Analyt besteht.

Diese Faktoren sind wesentlich, um die Parameter der Chromatographie zu bestimmen, wie unter anderem die stationäre Phase, die Größe der Säule und die Dimensionen der Pore der Matrix.

Vorherige Überlegungen

Es gibt zwei Arten von Ionenaustausch-Chromatographie: eine, die eine kationische Verdrängung und eine eine anionische Verdrängung beinhaltet.

In der ersten Phase besitzt die mobile Phase (die die zu trennende Probe darstellt) Ionen mit einer positiven Ladung, während die stationäre Phase Ionen mit einer negativen Ladung aufweist.

In diesem Fall werden die positiv geladenen Spezies von der stationären Phase in Abhängigkeit von ihrer Ionenstärke angezogen, was sich in der im Chromatogramm gezeigten Retentionszeit widerspiegelt.

In ähnlicher Weise besitzt die mobile Phase bei der Chromatographie mit anionischer Verdrängung negativ geladene Ionen, während die stationäre Phase positiv geladene Ionen besitzt.

Mit anderen Worten, wenn die stationäre Phase eine positive Ladung aufweist, wird sie bei der Trennung der anionischen Spezies verwendet, und wenn diese Phase anionischer Natur ist, wird sie bei der Trennung der in der Probe vorhandenen kationischen Spezies verwendet.

Im Falle von Verbindungen, die eine elektrische Ladung aufweisen und Wasserlöslichkeit zeigen (wie Aminosäuren, kleine Nukleotide, Peptide und große Proteine), kombinieren sie sich mit Fragmenten, die eine entgegengesetzte Ladung haben, was Bindungen von ionischer Natur mit der Phase erzeugt stationär, das ist nicht löslich.

Verfahren

Wenn sich die stationäre Phase im Gleichgewicht befindet, gibt es eine funktionelle Gruppe, die für eine Ionisierung anfällig ist, in der die interessierenden Substanzen der Probe getrennt und quantifiziert sind und kombiniert werden können, während sie sich entlang der Säule bewegen chromatographisch

Anschließend können die Arten, die kombiniert wurden, eluiert und dann unter Verwendung eines Eluenten gesammelt werden. Diese Substanz besteht aus kationischen und anionischen Elementen, die zu einer größeren Konzentration von Ionen entlang der Säule führen oder deren pH-Eigenschaften modifizieren.

Zusammenfassend wird zuerst eine Spezies, die Ionen austauschen kann, positiv mit Gegenionen auf der Oberfläche geladen, und dann wird die Kombination der Ionen, die getrennt werden sollen, erzeugt. Wenn der Elutionsprozess beginnt, unterliegt die schwach gebundene Ionenspezies der Desorption.

Danach werden auch die ionischen Spezies mit stärkeren Bindungen desorbiert. Schließlich findet Regeneration statt, bei der es möglich ist, dass der Anfangszustand durch Waschen der Säule mit der gepufferten Spezies, die anfänglich eingreift, wiederhergestellt wird.

Prinzipien

Die Ionenaustauschchromatographie basiert auf der Tatsache, dass die Spezies, die im Analyten vorhandene elektrische Ladung manifestieren, aufgrund der Anziehungskräfte des elektrostatischen Typs, wenn diese sich durch eine harzartige Substanz vom ionischen Typ bewegen, abgeschieden werden spezifische Bedingungen von Temperatur und pH.

Diese Segregation wird durch den reversiblen Austausch ionischer Spezies zwischen den in der Lösung gefundenen Ionen und den in der harzartigen Verdrängungssubstanz gefundenen Ionen verursacht.

Auf diese Weise unterliegt das für die Trennung von Verbindungen in der Probe verwendete Verfahren dem Typ des verwendeten Harzes nach dem Prinzip der oben beschriebenen anionischen und kationischen Austauscher.

Da die interessierenden Ionen in der Harzsubstanz eingeschlossen sind, ist es möglich, dass die chromatographische Säule fließt, bis der Rest der Ionenspezies eluiert ist.

Anschließend können die Ionenarten, die in dem Harz eingeschlossen sind, fließen, während sie sich durch eine mobile Phase mit größerer Reaktivität entlang der Säule bewegen.

Anwendungen

Da bei dieser Art der Chromatographie die Trennung der Substanzen aufgrund des Ionenaustauschs erfolgt, hat dies eine große Anzahl von Anwendungen und Anwendungen, unter denen die folgenden sind:

- Trennung und Reinigung von Proben, die Kombinationen von Verbindungen organischer Natur enthalten, die aus Substanzen wie Nukleotiden, Kohlenhydraten und Proteinen bestehen.

- Qualitätskontrolle bei der Behandlung von Wasser und bei den Prozessen der Deionisierung und Enthärtung von Lösungen (die in der Textilindustrie verwendet werden) sowie der Trennung von Magnesium und Kalzium.

- Trennung und Reinigung von Arzneimitteln, Enzymen, Metaboliten, die im Blut und Urin vorhanden sind, und anderen Substanzen mit alkalischem oder saurem Verhalten in der pharmazeutischen Industrie.

- Entmineralisierung von Lösungen und Substanzen, wo Verbindungen mit hoher Reinheit erhalten werden sollen.

- Isolierung einer spezifischen Verbindung in einer Probe, die abgetrennt werden soll, um eine vorbereitende Trennung davon zu erhalten, um anschließend einer weiteren Analyse unterzogen zu werden.

Ebenso wird diese analytische Methode unter anderem in der petrochemischen, hydrometallurgischen, pharmazeutischen, Textil-, Lebensmittel- und Halbleiterindustrie verwendet.

Referenzen

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3. Studie gelesen. (s.). Ionenaustauschchromatographie | Prinzip, Methode und Anwendungen. Von studyread.com abgerufen
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5. Helfferich, F.G. (1995). Ionenaustausch Wiederhergestellt von books.google.co.ve