و اللوني التبادل الأيوني هو تقنية تحليلية تستند إلى مبادئ اللوني لإنتاج الفصل بين الأنواع الأيونية والجزيئية التي تظهر قطبية. يعتمد هذا على فرضية مدى ارتباط هذه المواد بآخر يسمى مبادل الأيونات.
بهذا المعنى ، يتم إفراز المواد التي تحتوي على شحنة كهربائية بفضل الإزاحة الأيونية ، حيث يتم نقل نوع أو أكثر من الأنواع الأيونية من مائع إلى مادة صلبة من خلال التبادل ، نظرًا لحقيقة أن لها شحنة متساوية.
ترتبط هذه الأنواع الأيونية بالمجموعات الوظيفية الموجودة على السطح من خلال التفاعلات الكهروستاتيكية التي تسهل التبادل الأيوني. علاوة على ذلك ، تعتمد فعالية فصل الأيونات على سرعة تبادل المادة والتوازن بين المرحلتين ؛ أي أنه يقوم على هذا النقل.
معالجة
قبل البدء في عملية كروماتوغرافيا التبادل الأيوني ، يجب مراعاة بعض العوامل المهمة ، والتي تسمح بتحسين الفصل والحصول على نتائج أفضل.
تتضمن هذه العناصر كمية المادة التحليلية والكتلة المولية أو الوزن الجزيئي للعينة وشحنة الأنواع التي يتكون منها التحليل.
هذه العوامل ضرورية لتحديد معاملات الكروماتوغرافيا ، مثل المرحلة الثابتة ، وحجم العمود وأبعاد المسام للمصفوفة ، من بين أمور أخرى.
اعتبارات أولية
هناك نوعان من كروماتوغرافيا التبادل الأيوني: أحدهما يتضمن إزاحة الكاتيون والآخر يتضمن إزاحة الأنيون.
في المرحلة الأولى ، تحتوي المرحلة المتنقلة (التي تشكل العينة المراد فصلها) على أيونات ذات شحنة موجبة ، بينما تحتوي المرحلة الثابتة على أيونات ذات شحنة سالبة.
في هذه الحالة ، تنجذب الأنواع المشحونة إيجابياً إلى الطور الثابت اعتمادًا على قوتها الأيونية وينعكس ذلك في زمن الاستبقاء الموضح في مخطط الكروماتوجرام.
وبالمثل ، في الفصل الكروماتوغرافي الذي يتضمن تحول الأنيون ، تحتوي المرحلة المتنقلة على أيونات سالبة الشحنة ، بينما تحتوي المرحلة الثابتة على أيونات موجبة الشحنة.
بمعنى آخر ، عندما تكون المرحلة الثابتة لها شحنة موجبة ، يتم استخدامها في فصل الأنواع الأنيونية ، وعندما تكون هذه المرحلة أنيونية بطبيعتها ، يتم استخدامها في فصل الأنواع الموجبة الموجودة في العينة.
في حالة المركبات التي تقدم شحنة كهربائية وتظهر قابلية الذوبان في الماء (مثل الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات الصغيرة والببتيدات والبروتينات الكبيرة) ، تتحد هذه مع شظايا تقدم الشحنة المعاكسة ، مما ينتج روابط أيونية مع الطور ثابتة غير قابلة للذوبان.
معالجة
عندما تكون المرحلة الثابتة في حالة توازن ، هناك مجموعة وظيفية معرضة للتأين ، حيث يتم فصل المواد المهمة في العينة وتحديد كميتها ، بحيث تكون قادرة على الجمع في نفس الوقت الذي تتحرك فيه على طول العمود. كروماتوغرافي.
بعد ذلك ، يمكن استخلاص الأنواع التي تم دمجها ثم جمعها باستخدام مادة مزلقة. تتكون هذه المادة من عناصر موجبة وأنيونية ، مما يؤدي إلى زيادة تركيز الأيونات في جميع أنحاء العمود أو تعديل خصائص الأس الهيدروجيني.
باختصار ، أولاً ، النوع القادر على تبادل الأيونات يكون مشحونًا سطحيًا بطريقة موجبة مع الأيونات المضادة ، ثم يتم تجميع الأيونات التي سيتم إفرازها. عند بدء عملية الشطف ، يتم امتصاص الأنواع الأيونية ضعيفة الارتباط.
بعد ذلك ، تمتص أيضًا الأنواع الأيونية ذات الروابط الأقوى. أخيرًا ، يحدث التجديد ، حيث من الممكن إعادة تكوين الحالة الأولية عن طريق غسل العمود بالأنواع المخزنة التي تتدخل في البداية.
البداية
يعتمد كروماتوغرافيا التبادل الأيوني على حقيقة أن الأنواع التي تظهر شحنة كهربائية موجودة في التحليل يتم فصلها بفضل قوى الجذب الكهروستاتيكية ، عندما تتحرك من خلال مادة راتنجية من النوع الأيوني في ظروف معينة لدرجة الحرارة ودرجة الحموضة.
يحدث هذا الفصل بسبب التبادل العكسي للأنواع الأيونية بين الأيونات الموجودة في المحلول وتلك الموجودة في مادة راتنج الإزاحة ذات الطبيعة الأيونية.
بهذه الطريقة ، تخضع العملية المستخدمة لفصل المركبات في العينة لنوع الراتينج المستخدم ، وفقًا لمبدأ مبادلات الأنيون والكاتيونات الموضحة أعلاه.
نظرًا لأن الأيونات المعنية محصورة في المادة الراتينجية ، فمن الممكن أن يتدفق العمود الكروماتوغرافي حتى يتم التخلص من بقية الأنواع الأيونية.
بعد ذلك ، يُسمح للأنواع الأيونية المحبوسة في الراتينج بالتدفق ، بينما يتم نقلها بواسطة طور متحرك مع تفاعل أكبر على طول العمود.
التطبيقات
كما هو الحال في هذا النوع من الكروماتوغرافيا ، يتم فصل المواد بسبب التبادل الأيوني ، وله عدد كبير من الاستخدامات والتطبيقات ، من بينها ما يلي:
- فصل وتنقية العينات التي تحتوي على مركبات ذات طبيعة عضوية ، تتكون من مواد مثل النيوكليوتيدات والكربوهيدرات والبروتينات.
- مراقبة الجودة في معالجة المياه وفي إزالة الأيونات وتليين المحاليل (المستخدمة في صناعة النسيج) ، وكذلك فصل المغنيسيوم والكالسيوم.
- فصل وتنقية الأدوية والإنزيمات والمستقلبات الموجودة في الدم والبول والمواد الأخرى ذات السلوك القلوي أو الحمضي في صناعة الأدوية.
- نزع المعادن من المحاليل والمواد حيث يكون مطلوبًا للحصول على مركبات عالية النقاء.
- عزل مركب معين في عينة ليتم فصلها ، من أجل الحصول على فصل تحضيري له ليكون فيما بعد موضوع تحليلات أخرى.
وبالمثل ، تُستخدم هذه الطريقة التحليلية على نطاق واسع في الصناعات البتروكيماوية والمعدنية والصيدلانية والمنسوجات والأغذية والمشروبات وأشباه الموصلات ، من بين مجالات أخرى.
المراجع
- ويكيبيديا. (سادس). عملية فصل الايونات. تعافى من en.wikipedia.org
- عرين Biochem. (سادس). ما هو كروماتوغرافيا التبادل الأيوني وتطبيقاته. تعافى من biochemden.com
- اقرأ الدراسة. (سادس). كروماتوغرافيا التبادل الأيوني - مبدأ وطريقة وتطبيقات. تعافى من studyread.com
- مقدمة في الكيمياء الحيوية العملية. (سادس). كروماتوغرافيا التبادل الأيوني. تم الاسترجاع من elte.prompt.hu
- هيلفيريتش ، إف جي (1995). التبادل الأيوني. تعافى من books.google.co.ve