โคแลกเปลี่ยนไอออนเป็นเทคนิคการวิเคราะห์บนพื้นฐานของหลักการของโคในการผลิตการแยกสายพันธุ์อิออนและโมเลกุลที่ขั้วจัดแสดง สิ่งนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานของความเกี่ยวข้องของสารเหล่านี้โดยมีความสัมพันธ์กับตัวแลกเปลี่ยนไอออนอื่นที่เรียกว่า
ในแง่นี้สารที่มีประจุไฟฟ้าจะถูกหลั่งออกมาเนื่องจากการกระจัดของไอออนิกซึ่งไอออนิกหนึ่งชนิดหรือมากกว่านั้นจะถูกถ่ายโอนจากของเหลวไปยังของแข็งผ่านการแลกเปลี่ยนเนื่องจากมีประจุเท่ากัน
สายพันธุ์ไอออนิกเหล่านี้จับตัวกับหมู่ฟังก์ชันที่อยู่บนพื้นผิวผ่านปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตที่อำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนไอออน นอกจากนี้ประสิทธิผลของการแยกไอออนยังขึ้นอยู่กับความเร็วของการแลกเปลี่ยนสสารและความสมดุลระหว่างสองเฟส นั่นคือมันขึ้นอยู่กับการถ่ายโอนนี้
กระบวนการ
ก่อนที่จะเริ่มกระบวนการโครมาโทกราฟีแลกเปลี่ยนไอออนต้องคำนึงถึงปัจจัยสำคัญบางประการซึ่งช่วยให้การแยกออกมาเหมาะสมและได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น
องค์ประกอบเหล่านี้รวมถึงปริมาณของสารวิเคราะห์มวลโมลาร์หรือน้ำหนักโมเลกุลของตัวอย่างและประจุของสิ่งมีชีวิตที่ประกอบเป็นตัววิเคราะห์
ปัจจัยเหล่านี้มีความสำคัญในการกำหนดค่าพารามิเตอร์ทางโครมาโตกราฟีเช่นเฟสนิ่งขนาดของคอลัมน์และขนาดรูพรุนของเมทริกซ์เป็นต้น
ข้อพิจารณาเบื้องต้น
โครมาโทกราฟีแบบแลกเปลี่ยนไอออนมีสองประเภทประเภทหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการกระจัดของไอออนบวกและอีกประเภทหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการกระจัดของประจุลบ
ในขั้นแรกเฟสเคลื่อนที่ (ซึ่งประกอบไปด้วยตัวอย่างที่จะแยกออกจากกัน) มีไอออนที่มีประจุบวกในขณะที่เฟสที่เคลื่อนที่จะมีไอออนที่มีประจุลบ
ในกรณีนี้สิ่งมีชีวิตที่มีประจุบวกจะถูกดึงดูดไปยังเฟสที่อยู่นิ่งขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของไอออนิกและสิ่งนี้จะสะท้อนให้เห็นในเวลาการกักเก็บที่แสดงในโครมาโตแกรม
ในทำนองเดียวกันในโครมาโทกราฟีที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนประจุลบเฟสเคลื่อนที่จะมีไอออนที่มีประจุลบในขณะที่เฟสเคลื่อนที่มีไอออนที่มีประจุบวก
กล่าวอีกนัยหนึ่งคือเมื่อเฟสนิ่งมีประจุบวกจะถูกใช้ในการแยกชนิดของแอนไอโอนิกและเมื่อเฟสนี้เป็นประจุลบในธรรมชาติจะใช้ในการแยกชนิดของประจุบวกที่มีอยู่ในตัวอย่าง
ในกรณีของสารประกอบที่มีประจุไฟฟ้าและมีความสามารถในการละลายได้ในน้ำ (เช่นกรดอะมิโนนิวคลีโอไทด์ขนาดเล็กเปปไทด์และโปรตีนขนาดใหญ่) สิ่งเหล่านี้จะรวมตัวกับชิ้นส่วนที่มีประจุตรงกันข้ามทำให้เกิดพันธะไอออนิกกับเฟส เครื่องเขียนที่ไม่ละลายน้ำ
กระบวนการ
เมื่อเฟสนิ่งอยู่ในสภาวะสมดุลจะมีหมู่ฟังก์ชันที่ไวต่อการแตกตัวเป็นไอออนซึ่งสารที่สนใจในตัวอย่างจะถูกแยกและหาปริมาณซึ่งสามารถรวมกันได้ในเวลาเดียวกันกับที่พวกมันเคลื่อนที่ไปตามคอลัมน์ โครมา
ต่อจากนั้นสามารถคัดแยกสายพันธุ์ที่รวมกันแล้วรวบรวมโดยใช้สารสกัด สารนี้ประกอบด้วยไอออนบวกและประจุลบทำให้ไอออนมีความเข้มข้นมากขึ้นทั่วทั้งคอลัมน์หรือปรับเปลี่ยนลักษณะ pH
โดยสรุปอันดับแรกสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งที่สามารถแลกเปลี่ยนไอออนจะมีประจุไฟฟ้าเป็นบวกกับ counterions จากนั้นจึงเกิดการรวมกันของไอออนที่จะหลั่งออกมา เมื่อเริ่มกระบวนการชะล้างสายพันธุ์ไอออนิกที่มีขอบเขตอ่อนจะถูกกำจัดออกไป
หลังจากนี้สายพันธุ์ไอออนิกที่มีพันธะแข็งแรงก็จะถูกกำจัด ในที่สุดการงอกใหม่จะเกิดขึ้นซึ่งเป็นไปได้ว่าสถานะเริ่มต้นจะถูกสร้างขึ้นใหม่โดยการล้างคอลัมน์ด้วยสายพันธุ์บัฟเฟอร์ที่แทรกแซงในตอนแรก
การเริ่มต้น
โครมาโทกราฟีแลกเปลี่ยนไอออนขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าสายพันธุ์ที่แสดงประจุไฟฟ้าที่มีอยู่ในเครื่องวิเคราะห์นั้นถูกแยกออกจากกันเนื่องจากแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตเมื่อพวกมันเคลื่อนที่ผ่านสารเรซินประเภทไอออนิกใน เงื่อนไขเฉพาะของอุณหภูมิและ pH
การแยกตัวนี้เกิดจากการแลกเปลี่ยนชนิดไอออนิกแบบย้อนกลับได้ระหว่างไอออนที่พบในสารละลายกับไอออนที่พบในสารเรซินที่กระจัดกระจายซึ่งมีลักษณะเป็นไอออนิก
ด้วยวิธีนี้กระบวนการที่ใช้ในการแยกสารประกอบในตัวอย่างจะขึ้นอยู่กับประเภทของเรซินที่ใช้โดยเป็นไปตามหลักการของตัวแลกเปลี่ยนประจุลบและไอออนบวกที่อธิบายไว้ข้างต้น
เนื่องจากไอออนที่สนใจถูกขังอยู่ในสารที่เป็นเรซินจึงเป็นไปได้ที่คอลัมน์โครมาโทกราฟีจะไหลจนกว่าส่วนที่เหลือของสายพันธุ์ไอออนิกจะถูกกำจัดออกไป
ต่อจากนั้นสายพันธุ์ไอออนิกที่ติดอยู่ในเรซินจะได้รับอนุญาตให้ไหลในขณะที่พวกมันถูกเคลื่อนย้ายโดยเฟสเคลื่อนที่ที่มีปฏิกิริยามากขึ้นตามคอลัมน์
การประยุกต์ใช้งาน
เช่นเดียวกับในโครมาโทกราฟีประเภทนี้การแยกสารจะดำเนินการเนื่องจากการแลกเปลี่ยนไอออนิกจึงมีการใช้งานและการใช้งานจำนวนมากซึ่งมีดังต่อไปนี้:
- การแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของตัวอย่างที่มีส่วนผสมของสารประกอบในธรรมชาติซึ่งประกอบด้วยสารต่างๆเช่นนิวคลีโอไทด์คาร์โบไฮเดรตและโปรตีน
- การควบคุมคุณภาพในการบำบัดน้ำและในการกำจัดไอออนและการทำให้สารละลายอ่อนตัวลง (ใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ) ตลอดจนการแยกแมกนีเซียมและแคลเซียม
- การแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของยาเอนไซม์สารที่มีอยู่ในเลือดและปัสสาวะและสารอื่น ๆ ที่มีพฤติกรรมเป็นด่างหรือกรดในอุตสาหกรรมยา
- การกำจัดแร่ธาตุของสารละลายและสารโดยที่ต้องการให้ได้สารประกอบที่มีความบริสุทธิ์สูง
- การแยกสารประกอบเฉพาะในตัวอย่างที่จะแยกออกเพื่อให้ได้การเตรียมการแยกเพื่อเป็นเป้าหมายของการวิเคราะห์อื่น ๆ ในภายหลัง
ในทำนองเดียวกันวิธีการวิเคราะห์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีอุทกวิทยาเภสัชกรรมสิ่งทออาหารและเครื่องดื่มและเซมิคอนดักเตอร์ในพื้นที่อื่น ๆ
อ้างอิง
- วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) ไอออนโครมาโทกราฟี. สืบค้นจาก en.wikipedia.org
- รังชีวเคมี. (เอสเอฟ) Ion Exchange Chromatography คืออะไรและการประยุกต์ใช้งาน สืบค้นจาก biochemden.com
- ศึกษาอ่าน (เอสเอฟ) โครมาโทกราฟี - หลักการแลกเปลี่ยนไอออนวิธีการและการใช้งาน กู้คืนจาก studyread.com
- ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับชีวเคมีในทางปฏิบัติ (เอสเอฟ) โครมาโทกราฟีแบบแลกเปลี่ยนไอออน ดึงมาจาก elte.prompt.hu
- Helfferich, FG (1995). แลกเปลี่ยนไอออน กู้คืนจาก books.google.co.th