离子交换色谱-概述
什么是离子交换色谱法?
离子交换色谱(IEC)是一种重要的分析技术，经常用于分离和测定离子和极性分子，根据其对离子交换剂的亲和性。
这里，固定相= A树脂;流动相=洗脱液
离子交换色谱与离子分配/相互作用色谱和离子排斥色谱是离子色谱的重要组成部分。
离子交换色谱法适用于各种带电分子，如大的蛋白质、氨基酸和小的核苷酸。
离子交换色谱原理
分离原理是基于样品中存在的离子与离子交换树脂中可用的离子之间的可逆交换。离子交换分离主要在离子交换器覆盖的柱内进行。
离子交换色谱的形式
根据离子交换配体上的电荷，离子交换色谱分为两大类:
阴离子交换色谱法
阴离子交换色谱利用一种带正电荷的离子交换树脂，它对整个表面带负电荷的分子有亲和力。
阳离子交换色谱法
在阳离子交换色谱中，一种带负电荷的离子交换树脂被利用，它对整体表面带正电荷的分子具有亲和力。
阳离子与阴离子交换色谱法:
| 相似 | 不同 |
| 阳离子交换色谱法和阴离子交换色谱法都可以用于制备和分析目的。它们也能从氨基酸和核苷酸分离出大量的分子到大的蛋白质。 | 阳离子交换色谱主要用于在pH值低于等电点时具有净正电荷的蛋白质被结合。另一方面，阴离子交换色谱用于蛋白质的净负电荷在pH值高于其等电点被结合。 |
离子交换色谱仪器
典型的离子交换柱色谱包括:
- 泵- - - - - -高压泵被认为是离子交换色谱系统的主要部分之一，它提供了一个恒定的流动的洗脱液。
- 注射器,在将样品引入洗脱液和色谱柱的各种方法中，最直接的方法是使用进样阀。
- 列,根据应用范围的不同，选择色谱柱对样品混合物进行分离。在实验室中使用的色谱柱是由玻璃制成的，而在工业中使用的色谱柱是由高质量不锈钢或聚合物制成的。
- 烤箱(可选)
- 探测器,这估计分析物峰作为洗脱液从柱
- 数据系统,这有助于色谱图和数据的收集和组装。
图:系统的离子交换色谱图;图片来源:uspbpep.com
- 填料柱-离子交换分离过程通常发生在充满离子交换剂的色谱柱中。
离子交换剂由苯乙烯和二乙烯基苯组成。阴离子交换剂的一个例子是deae -纤维素，而阳离子交换剂的一个例子是cm -纤维素。
- 应用实例-当色谱柱被填充后，待测溶液被放置在色谱柱的顶部，并在注射器或吸管的帮助下通过离子交换器的床层。
- 色谱法和离子交换色谱洗脱法的发展在磷酸缓冲液、醋酸缓冲液、吡啶缓冲液、1N NaOH等不同流动相的帮助下，建立了色谱。
使用的离子交换色谱洗脱技术有两种:
- 权力平等主义的洗脱,这里使用的是酸、碱或类似强度的缓冲液。
- 梯度洗脱,首先，利用酸性或碱性较低的流动相。之后，每隔一定的时间，酸性或碱性就会增加。
- 洗脱液分析或检测-考虑体积或时间，收集洗脱液的不同组分并分析其含量。根据离子种类的性质和数量，采用以下几种分析方法:
- 紫外光谱法
- 电导法
- 火焰光度法
- 极谱法
在离子交换色谱中，电导率检测器被认为是最常见和最有益的检测器。最后，保留接收到的结果。
- 再生- - - - - -分离后的离子交换树脂可能对下次分离实验没有效果，但由于成本问题，不应进行处理。因此，至关重要的是使使用过的树脂重新活化、再生，使它们像原始树脂一样高效。
离子交换色谱的应用
- 离子交换色谱是药物分析化学家的重要工具。
- 离子交换色谱法用于估计和分离不同电荷或离子的分子，包括蛋白质、多肽、氨基酸、维生素、碳水化合物、酶等，或单独或与其他色谱技术一起使用。
- 这也适用于从天然来源分离和纯化有机分子。
- 分析了各种高容量的分子。
- 所需的分子在高水平上被提纯。
- 离子交换色谱技术成本低，适用于生产规模的转移。
- 非溶剂可提取的天然产物可以进行跟踪。
- 天然产物的分离在现代药物开发中起着重要作用。
离子交换色谱的缺点是什么?
- 通过离子交换色谱分离只能分离带电分子。
- 有一个缓冲区要求
- 在离子交换色谱中，色谱柱的效率较低
- 重复使用后，很难预测色谱柱的稳定性和重现性
- 很多时候，很难控制选择性和分辨率
来源:
- https://www.intechopen.com/books/column-chromatography/ion-exchange-chromatography-and-its-applications
- https://biochemden.com/ion-exchange-chromatography/#Principle_of_Ion-exchange_Chromatography
- https://microbenotes.com/ion-exchange-chromatography/#applications-of-ion-exchange-chromatography
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14970550/
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