Ионообменная хроматография

     При анализе рН раствора выбирают таким  образом, чтобы молекула сорбата  была полностью ионизирована. Изменение  рН подвижной фазы влияет на удерживание  ионизированного сорбата - с повышением рН времена удерживания увеличиваются при анионообменном разделении и уменьшаются при катионообменном, т.е. происходит уменьшение силы растворителя при анионном и увеличение при катионном обмене. Наиболее заметно влияние градиента рН раствора вблизи значений рК_a хроматографируемого образца.

     Чаще  всего в ионообменной хроматографии  применяют следующие буферные растворы: ацетатный, фосфатный, цитратный, формиатный, аммиачный и боратный. Селективность  разделения в ионообменной хроматографии зависит от концентрации и вида буферных ионов и органических растворителей, а также от рН среды. Ионообменное разделение можно проводить при повышенных температурах (40-60°С). Чем выше температура, тем меньше вязкость подвижной фазы. С другой стороны, более высокие температуры снижают стабильность колонки. Биохимические пробы для сохранения нативных структур и биологической активности принято разделять при низких температурах (4 - 20°С).

     Добавка в подвижную фазу смешивающихся  с водой органических растворителей (метанол, этанол, ацетонитрил, диоксан) действует аналогично добавке этих растворителей в ОФХ: элюирующая сила растет, удерживания образца снижается. Эффект более выражен для менее полярных растворителей. Добавлением органических растворителей можно добиться также изменения селективности хроматографической системы.

     Таким образом, уменьшить времена удерживания  в ионообменной хроматографии позволяют  следующие факторы: 1) повышение температуры; 2) повышение концентрации буферного  раствора; 3) снижение степени ионизации вещества за счет изменения рН.

     В хроматографии биохимических смесей используют модифицированные целлюлозы - карбоксиметилцеллюлоза (слабокислотные свойства), диэтиламиноэтилцеллюлоза (среднеосновные свойства, а также  гидрофильные гели декстрана (сефадексы). На их основе выпускают иониты с карбоксиметильными, диэтиламиноэтильными, сульфоэтильными, сульфопропильными и четвертичными основными группами (CM-, DEAE-, SE-, SP- и QAE-сефадексы). Декстрановые иониты подобны макропористым ионообменным смолам. Как и целлюлозные иониты они характеризуются высокой гидрофильностью, что важно при работе с биополимерами. Они так же, как и ионобменные смолы изготавливаются в форме шариков. Однако поры декстрановых гелей больше по диаметру, в них могут проникать макромолекулы, поэтому такие иониты широко применяются главным образом в гель-хроматографии, где ионообменный механизм удерживания имеет второстепенное значение при разделении биополимеров. Аналогичное применение имеют иониты на основе производных агарозы. Например, матрица агарозы связывается с аминокислотами для получения биполярных ионитов, которые селективно реагируют с биополимерами.

     Сорбенты  для ионообменной хроматографии  получают так же путем ковалентной  прививки к силикагелю ионогенных групп. Ионообменные силикагели не набухают, не сжимаются, как смолы, и отличаются от них большим размером и доступностью внутренних пор как для ионов образца, так и для противоионов. Благодаря этому быстрее устанавливается массоперенос даже без повышения температуры и значительно возрастает эффективность сорбента. Они характеризуются высокой термической устойчивостью и выдерживают различные виды стерилизации. Однако, применение сорбентов на основе силикагеля в ионообменной хроматографии огра¬ничено рабочим диапазоном рН, в большинстве случаев верхняя граница которого не должна превышать значений равных 6-7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение   

     Ионообменная  хроматография основана на обратимом  стехиометрическом обмене ионов, находящихся  в растворе, на ионы, входящие в состав ионообменника.     

     Синтетические ионообменники обладают рядом важных достоинств: они имеют высокую  обменную емкость и воспроизводимые ионообменные и другие свойства, устойчивы к действию кислот и оснований, не разрушаются в присутствии многих окислителей и восстановителей.      

     В зависимости от знака разряда  функциональных групп ионообменные смолы являются катионитами или анионитами. Катиониты содержат функциональные кислотные группы [-SO₃^-; -COO^-; -PO₃^-; -N(CH₂CO₂^-)₂]. Функциональными группами каркаса анионитов являются четвертичные –NR₃⁺, третичные –NR₂H⁺ или первичные –NH₃⁺ аммониевые, пиридиновые или другие основания.           

 Методы  ионообменной хроматографии используют  преимущественно для разделения  ионов. Количественные определения  компонентов после разделения могут быть выполнены любым подходящим методом.

            Простейшая методика ионообменного разделения состоит в поглощении компонентов смеси ионитом и последовательном элюировании каждого компонента подходящим растворителем.   

     Методами ионообменной хроматографии определяют очень многие анионы в питьевой и технической воде, в продуктах технологической переработки в пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. Методами ионообменной хроматографии определяют главным образом катионы щелочных и щелочноземельных металлов, а также органические катионы замещенных солей аммония. 

     Список  использованной литературы

1. Нефедов П.П., Лавренко П.Н. Транспортные методы в аналитической химии полимеров. Л., Химия, 1979. 232 с.
2. Тенников М.Б. и dp. / Высокомол. соед., 1977, т. А19, №3, с. 657 – 660.
3. Беленький Б.Г., Виленчик Л. 3. Хроматография полимеров. М., Химия, 1978. 344 с.
4. Фритц Дж., Гьерзе Д.Г., Поланд К. Ионная хроматография: Пер. с англ. / Под ред. В.Г. Березкина. М., Мир, 1984. 224 с.

5. Мархол  М., Ионообменники в аналитической химии, пер. с англ., ч. 1-2, М., 1985