离子交换色谱

• 色谱法是基于与惰性基质的相对相互作用将化合物的混合物分离成其个体组分中。
• 离子交换色谱(或离子色谱)是一个过程，允许分离离子和极性分子基于他们的亲和力离子交换剂。
• 因此，分离原理是通过在存在于离子交换剂上存在的离子中存在的靶离子之间的离子之间的离子交换。
• 在该过程中，可以使用两种类型的交换器，即，阳离子和阴离子交换剂。

1. 阳离子交换器拥有负面收费的小组，这些将吸引带正电荷的阳离子。这些交换剂也称为“酸性离子交换”材料，因为它们的负电荷由酸性基团的电离产生。
2. 阴离子交换剂具有带量充电的群体，将吸引负面的阴离子。这些也称为“基本离子交换”材料。

• 离子交换色谱最常以柱色谱的形式进行。然而，也有一些基本基于离子交换原理的薄层色谱方法。

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离子交换色谱工作原理

这种形式的色谱依赖于带相反电荷的固定相(称为离子交换器)和分析物之间的吸引力。

• 离子交换剂基本上含有与不溶性基质表面共价连接的带电基团。
• 矩阵的带电基团可以带正电，也可以带负电。
• 当悬浮在水溶液中时，基质中的带电基团会被相反电荷的离子包围。
• 在该“离子云”中，可以在不改变基质的性质和性质的情况下可逆地交换离子。

离子交换色谱仪器

典型的IC仪器包括：泵，喷射器，列，抑制器，探测器和记录器或数据系统。

1. 泵

集成电路泵被认为是系统中最重要的部件之一，它必须提供洗脱液通过集成电路进样器、色谱柱和检测器的连续恒定流动。

2. 注射器

示例介绍可以通过多种方式完成。最简单的方法是使用注入阀。液体样品可以直接进样，固体样品只需在适当的溶剂中溶解即可。喷射器应该提供在0.1到100毫升的体积范围内注射液体样品的可能性，具有高重现性和高压(高达4000 psi)。

3. 列

根据其最终使用和应用领域，柱材料可以是不锈钢，钛，玻璃或惰性塑料，如PEEK。该柱的直径可在约2mm至5cm，长度为3cm至50cm，具体取决于它是否用于正常分析目的，微分析，高速分析或制备工作。

保护柱放置到分离柱的前部。这用作延长分离柱的寿命和有用性的保护因子。它们是可靠的柱，旨在过滤或移除堵塞分离柱的粒子

4. 抑制器

抑制剂降低了用于从离子交换柱中洗脱样品的化学物质的背景电导率，从而提高了被测离子的电导率测量。IC抑制器是一种基于膜的器件，设计用于将离子洗脱液转化为水，作为一种提高灵敏度的手段。

5. 探测器

电导率检测器是常用的。

6. 数据系统

在常规分析中，在不需要自动化的情况下，预先编程的计算积分器可能是足够的。对于更高的控制级别，需要更智能的设备，例如数据站或小型计算机。

离子交换色谱法

• 离子交换分离主要在填充有离子交换剂的色谱柱中进行。
• 这些离子交换剂可以在市场上买到。它们由苯乙烯和二乙烯基苯组成。的例子。deae -纤维素是阴离子交换剂，cm -纤维素是阳离子交换剂。
• 交换器的选择取决于要分离的颗粒的电荷。分离阴离子“阴离子交换器”，使用分离的阳离子“阳离子交换器”。
• 首先，柱填充有离子交换器，然后施加样品，然后被缓冲液施加。广泛使用Tris缓冲液，吡啶缓冲液，乙酸盐缓冲液，柠檬酸盐和磷酸盐缓冲液。
• 对离子交换剂具有高亲和力的颗粒将与缓冲液一起掉柱。
• 下一步使用相应的缓冲液分离紧密结合的粒子。
• 然后对这些粒子进行光谱分析。

离子交换色谱的应用

• 离子交换色谱的重要用途是在常规分析中氨基酸混合物。
• 来自血清或蛋白质水解的20个主要氨基酸分离并用于临床诊断。
• 这是最有效的净水方法。完全去离子水(或)非电解质溶液是通过交换溶质阳离子为氢离子和溶质阴离子为羟基离子进行的。这通常是用软化饮用水的方法来实现的。
• 在核酸水解产物的分析中。通过这种方式，可以获得有关这些分子结构的信息，以及它们作为遗传信息载体的生物学功能之间的关系。
• 螯合树脂用于从海水中收集痕量金属。
• 分析月球岩石和地球上的稀有微量元素。

离子交换色谱的优点

1. 它是分离带电粒子最有效的方法之一。
2. 它可以用于几乎任何类型的带电分子，包括大的蛋白质，小的核苷酸和氨基酸。
3. 离子交换在实验室中用于分析和制备，分析用途更为常见。
4. 无机离子也可以通过离子交换色谱分离.Y

离子交换色谱局限性

• 只有带电分子才能被分离。
• 缓冲要求

参考文献

1. Wilson，K.，Walker，J.（2018）。生物化学与分子生物学的原理和技术（8埃德。）。剑桥大学出版社：纽约。
2. https://www.biochemden.com/ion-exchange-chromatography/
3. https://www.britannica.com/science/ion-exchange-reaction/applications-of-ion-exchange.
4. http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyAgok/IntroductionTopracticalBiochemistry/Ch06S02.html.
5. http://cdn.intechopen.com/pdfs/43603/InTech-Ion_exchange_chromatography_an_overview.pdf