Cromatografia de schimb ionic este o tehnică analitică bazată pe principiile cromatografiei pentru a produce separarea speciilor ionice și moleculare care prezintă polaritate. Aceasta se bazează pe premisa cât de înrudite sunt aceste substanțe în raport cu un alt numit schimbător de ioni.
În acest sens, substanțele care au o sarcină electrică sunt secretate datorită deplasării ionice, în care una sau mai multe specii ionice sunt transferate de la un fluid la un solid prin schimb, datorită faptului că au sarcini egale.
Aceste specii ionice se leagă de grupuri funcționale situate la suprafață prin interacțiuni electrostatice care facilitează schimbul de ioni. Mai mult, eficacitatea separării ionilor depinde de viteza schimbului de materie și de echilibrul dintre cele două faze; adică se bazează pe acest transfer.
Proces
Înainte de începerea procesului de cromatografie cu schimb de ioni trebuie să se țină seama de anumiți factori importanți, care permit optimizarea separației și obținerea de rezultate mai bune.
Aceste elemente includ cantitatea de analit, masa molară sau greutatea moleculară a eșantionului și încărcarea speciilor care alcătuiesc analitul.
Acești factori sunt esențiali pentru a determina parametrii cromatografiei, cum ar fi faza staționară, dimensiunea coloanei și dimensiunile porilor, printre altele.
Considerații preliminare
Există două tipuri de cromatografie cu schimb ionic: unul care implică deplasarea cationului și unul care implică deplasarea anionului.
În prima fază mobilă (care constituie eșantionul care trebuie separat) are ioni cu sarcină pozitivă, în timp ce faza staționară are ioni cu sarcină negativă.
În acest caz, speciile încărcate pozitiv sunt atrase de faza staționară în funcție de puterea lor ionică și acest lucru se reflectă în timpul de retenție arătat în cromatogramă.
În mod similar, în cromatografia care implică schimbarea anionului, faza mobilă are ioni încărcați negativ, în timp ce faza staționară are ioni încărcați pozitiv.
Cu alte cuvinte, atunci când faza staționară are o încărcare pozitivă, este utilizată în separarea speciilor anionice, iar când această fază este de natură anionică, este utilizată în segregarea speciilor cationice prezente în eșantion.
În cazul compușilor care prezintă o sarcină electrică și prezintă solubilitate în apă (cum ar fi aminoacizii, nucleotide mici, peptide și proteine mari), aceștia se combină cu fragmente care prezintă sarcina opusă, producând legături ionice cu faza. staționar care nu este solubil.
Proces
Când faza staționară este în echilibru, există un grup funcțional care este susceptibil la ionizare, în care substanțele de interes din eșantion sunt segregate și cuantificate, putând fi combinate în același timp în timp ce se deplasează de-a lungul coloanei. cromatografice.
Ulterior, speciile care au fost combinate pot fi eluate și apoi colectate folosind o substanță eluantă. Această substanță este formată din elemente cationice și anionice, dând naștere la o concentrație mai mare de ioni în întreaga coloană sau modificând caracteristicile pH-ului.
În rezumat, mai întâi o specie capabilă să facă schimb de ioni este încărcată în suprafață în mod pozitiv cu contraioni, iar apoi are loc combinația ionilor care vor fi secretați. Când procesul de eluție este început, speciile ionice slab legate sunt desorbite.
După aceasta, speciile ionice cu legături mai puternice devin, de asemenea, desorbite. În sfârșit, are loc regenerarea, în care este posibil ca starea inițială să fie reconstituită prin spălarea coloanei cu specia tamponată care intervine inițial.
Început
Cromatografia de schimb de ioni se bazează pe faptul că speciile care manifestă o sarcină electrică prezentă în analit sunt segregate datorită forțelor de atracție electrostatică, atunci când se deplasează printr-o substanță rășinoasă de tip ionic în condiții specifice de temperatură și pH.
Această segregare este cauzată de schimbul reversibil de specii ionice între ionii găsiți în soluție și cei găsiți în substanța rășinoasă de deplasare care are o natură ionică.
În acest fel, procedeul utilizat pentru segregarea compușilor din eșantion este supus tipului de rășină utilizat, urmând principiul schimbătorilor de anioni și cationi descriși mai sus.
Deoarece ionii de interes sunt prinși în substanța rășinoasă, este posibil ca coloana cromatografică să curgă până la eluarea restului speciilor ionice.
Ulterior, speciile ionice care sunt prinse în rășină au voie să curgă, în timp ce sunt transportate de o fază mobilă cu o reactivitate mai mare de-a lungul coloanei.
Aplicații
La fel ca în acest tip de cromatografie, separarea substanțelor se realizează datorită schimbului de ioni, are un număr mare de utilizări și aplicații, printre care se numără următoarele:
- Separarea și purificarea probelor care conțin combinații de compuși de natură organică, formate din substanțe precum nucleotide, carbohidrați și proteine.
- Controlul calității în tratarea apei și în deionizarea și înmuierea soluțiilor (utilizate în industria textilă), precum și segregarea magneziului și a calciului.
- Separarea și purificarea medicamentelor, enzimelor, metaboliților prezenți în sânge și urină și alte substanțe cu comportament alcalin sau acid, în industria farmaceutică.
- Demineralizarea soluțiilor și substanțelor, unde se dorește obținerea de compuși de înaltă puritate.
- Izolarea unui compus specific într-un eșantion care trebuie separat, pentru a obține o separare pregătitoare a acestuia pentru a fi ulterior obiectul altor analize.
De asemenea, această metodă analitică este utilizată pe scară largă în industria petrochimică, hidrometalurgică, farmaceutică, textilă, alimentară și a băuturilor și a semiconductorilor, printre alte domenii.
Referințe
- Wikipedia. (Sf). Cromatografie ionică. Recuperat de pe en.wikipedia.org
- Biochem Den. (Sf). Ce este cromatografia de schimb ionic și aplicațiile sale. Preluat de pe biochemden.com
- Studiu citit. (Sf). Principiul, metoda și aplicațiile pentru schimbul de ioni. Recuperat de la Studyread.com
- Introducere în biochimie practică. (Sf). Cromatografie de schimb ionic. Preluat din elte.prompt.hu
- Helfferich, FG (1995). Schimb de ioni. Recuperat din books.google.co.ve