이온 교환 크로마토 그래피 : 절차, 원리 - 화학

이온 교환 크로마토 그래피는 극성을 나타내는 이온 및 분자 종의 분리를 생성하는 크로마토 그래피의 원리에 기초하여 분석 기술이다. 이것은 이러한 물질이 이온 교환기라고하는 다른 물질과 관련이 있다는 전제를 기반으로합니다.

이러한 의미에서 전하가있는 물질은 이온 변위에 의해 분비되는데, 하나 이상의 이온 종이 동일한 전하를 가지고 있다는 사실로 인해 교환을 통해 유체에서 고체로 전달되는 방식입니다.

이러한 이온 종은 이온 교환을 촉진하는 정전기 상호 작용을 통해 표면에 위치한 작용기에 결합합니다. 더욱이 이온 분리의 효과는 물질 교환 속도와 두 단계 사이의 평형에 따라 달라집니다. 즉,이 전송을 기반으로합니다.

방법

이온 교환 크로마토 그래피 공정을 시작하기 전에 분리를 최적화하고 더 나은 결과를 얻을 수 있도록 몇 가지 중요한 요소를 고려해야합니다.

이러한 요소에는 분석 물질의 양, 샘플의 몰 질량 또는 분자량, 분석 물질을 구성하는 종의 전하가 포함됩니다.

이러한 요소는 고정상, 컬럼 크기 및 매트릭스의 기공 치수와 같은 크로마토 그래피 매개 변수를 결정하는 데 필수적입니다.

이온 교환 크로마토 그래피에는 양이온 치환을 포함하는 것과 음이온 치환을 포함하는 두 가지 유형이 있습니다.

첫 번째로 이동상 (분리 할 샘플을 구성하는)은 양전하를 가진 이온을 가지고있는 반면, 고정상은 음전하를 가진 이온을 가지고 있습니다.

이 경우 양전하를 띠는 종은 이온 강도에 따라 고정상에 끌려 가며 이는 크로마토 그램에 표시된 머무름 시간에 반영됩니다.

마찬가지로 음이온 이동을 포함하는 크로마토 그래피에서 이동상은 음으로 하전 된 이온을 가지며 고정상은 양으로 하전 된 이온을 갖습니다.

즉, 고정상이 양전하를 띠면 음이온 종의 분리에 사용되고이 상이 본질적으로 음이온 인 경우 샘플에 존재하는 양이온 종의 분리에 사용됩니다.

전하를 나타내고 물에 용해성을 나타내는 화합물 (예 : 아미노산, 작은 뉴클레오티드, 펩타이드 및 큰 단백질)의 경우, 이들은 반대 전하를 나타내는 단편과 결합하여 상과 이온 결합을 생성합니다. 용해되지 않는 고정.

고정상이 평형 상태에있을 때 이온화에 민감한 작용기가 존재하는데, 샘플에서 관심 물질이 분리되고 정량화되어 컬럼을 따라 이동하면서 동시에 결합 할 수 있습니다. 크로마토 그래피.

그 후, 결합 된 종을 용출 한 다음 용출 물질을 사용하여 수집 할 수 있습니다. 이 물질은 양이온 및 음이온 요소로 구성되어 컬럼 전체에 더 많은 이온 농도를 발생 시키거나 pH 특성을 변경합니다.

요약하면, 먼저 이온을 교환 할 수있는 종은 반대 이온과 양의 방식으로 표면 전하를 띤 다음 분비되는 이온의 조합이 발생합니다. 용출 과정이 시작되면 약하게 결합 된 이온 종이 탈착됩니다.

그 후 결합이 더 강한 이온 종도 탈착됩니다. 마지막으로, 재생이 일어나며, 초기에 개입하는 완충 된 종으로 컬럼을 세척하여 초기 상태가 재구성 될 수 있습니다.

이온 교환 크로마토 그래피는 분석 물에 존재하는 전하를 나타내는 종이 이온 형 수지 물질을 통과 할 때 정전기 인력으로 인해 분리된다는 사실을 기반으로합니다. 온도 및 pH의 특정 조건.

이 분리는 용액에서 발견되는 이온과 이온 성질을 가진 치환 수지 물질에서 발견되는 이온 사이의 이온 종의 가역적 교환으로 인해 발생합니다.

이러한 방식으로 샘플에서 화합물을 분리하는 데 사용되는 공정은 위에서 설명한 음이온 및 양이온 교환기의 원리에 따라 사용되는 수지 유형에 따라 달라집니다.

관심 이온이 수지 물질에 갇혀 있기 때문에 나머지 이온 종이 용출 될 때까지 크로마토 그래피 컬럼이 흐를 수 있습니다.

그 후, 수지에 갇힌 이온 종은 흐름을 허용하는 반면, 컬럼을 따라 더 큰 반응성을 가진 이동상에 의해 운반됩니다.

이 유형의 크로마토 그래피에서와 같이 물질의 분리는 이온 교환으로 인해 수행되며 다음과 같은 많은 용도와 용도가 있습니다.

-뉴클레오타이드, 탄수화물 및 단백질과 같은 물질로 구성된 유기적 성질의 화합물의 조합을 포함하는 샘플의 분리 및 정제.

-수처리 및 용액의 탈 이온화 및 연화 (섬유 산업에서 사용), 마그네슘과 칼슘 분리의 품질 관리.

-제약 산업에서 혈액과 소변에 존재하는 약물, 효소, 대사 산물 및 알칼리성 또는 산성 작용을하는 기타 물질의 분리 및 정제.

-고순도 화합물을 얻고 자하는 용액 및 물질의 탈염.

-나중에 다른 분석의 대상이 될 준비 분리를 얻기 위해 분리 할 샘플에서 특정 화합물의 분리.

마찬가지로이 분석 방법은 석유 화학, 습식 제련, 제약, 섬유, 식음료 및 반도체 산업 등에서 널리 사용됩니다.