La chromatographie par échange d'ions est une technique analytique basée sur les principes de la chromatographie pour produire la séparation des espèces ioniques et moléculaires qui présentent une polarité. Ceci est basé sur le principe de la relation entre ces substances et un autre échangeur d'ions appelé.
En ce sens, les substances qui ont une charge électrique sont sécrétées grâce au déplacement ionique, dans lequel une ou plusieurs espèces ioniques sont transférées d'un fluide à un solide par échange, du fait qu'elles ont des charges égales.
Ces espèces ioniques se lient à des groupes fonctionnels situés à la surface par des interactions électrostatiques qui facilitent l'échange d'ions. De plus, l'efficacité de la séparation ionique dépend de la vitesse d'échange de matière et de l'équilibre entre les deux phases; c'est-à-dire qu'il est basé sur ce transfert.
Processus
Avant de démarrer le processus de chromatographie d'échange d'ions, certains facteurs importants doivent être pris en compte, qui permettent d'optimiser la séparation et d'obtenir de meilleurs résultats.
Ces éléments comprennent la quantité d'analyte, la masse molaire ou le poids moléculaire de l'échantillon et la charge des espèces qui composent l'analyte.
Ces facteurs sont essentiels pour déterminer les paramètres de chromatographie, tels que la phase stationnaire, la taille de la colonne et les dimensions des pores de la matrice, entre autres.
Considérations préliminaires
Il existe deux types de chromatographie d'échange d'ions: une qui implique un déplacement cationique et l'autre qui implique un déplacement anionique.
Dans la première, la phase mobile (qui constitue l'échantillon à séparer) a des ions avec une charge positive, tandis que la phase stationnaire a des ions avec une charge négative.
Dans ce cas, les espèces chargées positivement sont attirées vers la phase stationnaire en fonction de leur force ionique et cela se reflète dans le temps de rétention indiqué sur le chromatogramme.
De même, dans la chromatographie qui implique un déplacement anionique, la phase mobile a des ions chargés négativement, tandis que la phase stationnaire a des ions chargés positivement.
En d'autres termes, lorsque la phase stationnaire a une charge positive, elle est utilisée dans la séparation des espèces anioniques, et lorsque cette phase est de nature anionique, elle est utilisée dans la ségrégation des espèces cationiques présentes dans l'échantillon.
Dans le cas des composés qui présentent une charge électrique et présentent une solubilité dans l'eau (tels que les acides aminés, les petits nucléotides, les peptides et les grosses protéines), ceux-ci se combinent avec des fragments qui présentent la charge opposée, produisant des liaisons ioniques avec la phase. stationnaire qui n'est pas soluble.
Processus
Lorsque la phase stationnaire est en équilibre, il existe un groupe fonctionnel sensible à l'ionisation, dans lequel les substances d'intérêt de l'échantillon sont séparées et quantifiées, pouvant se combiner en même temps qu'elles se déplacent le long de la colonne. chromatographique.
Par la suite, les espèces qui ont été combinées peuvent être éluées puis collectées à l'aide d'une substance d'élution. Cette substance est constituée d'éléments cationiques et anioniques, donnant lieu à une plus grande concentration d'ions dans toute la colonne ou modifiant ses caractéristiques de pH.
En résumé, d'abord une espèce capable d'échanger des ions est chargée en surface de manière positive avec des contre-ions, puis la combinaison des ions qui seront sécrétés a lieu. Lorsque le processus d'élution est lancé, les espèces ioniques faiblement liées sont désorbées.
Après cela, les espèces ioniques avec des liaisons plus fortes sont également désorbées. Enfin, il se produit une régénération, dans laquelle il est possible que l'état initial soit reconstitué en lavant la colonne avec l'espèce tamponnée qui intervient initialement.
Début
La chromatographie d'échange d'ions est basée sur le fait que les espèces qui manifestent une charge électrique présente dans l'analyte sont séparées grâce aux forces d'attraction de type électrostatique, lorsqu'elles se déplacent à travers une substance résineuse de type ionique dans conditions spécifiques de température et de pH.
Cette ségrégation est provoquée par l'échange réversible d'espèces ioniques entre les ions trouvés dans la solution et ceux trouvés dans la substance résineuse de déplacement qui a un caractère ionique.
De cette manière, le procédé utilisé pour la ségrégation des composés dans l'échantillon est soumis au type de résine utilisée, suivant le principe des échangeurs d'anions et de cations décrit ci-dessus.
Puisque les ions d'intérêt sont piégés dans la substance résineuse, il est possible que la colonne chromatographique s'écoule jusqu'à ce que le reste de l'espèce ionique soit élue.
Par la suite, les espèces ioniques qui sont piégées dans la résine peuvent s'écouler, alors qu'elles sont transportées par une phase mobile avec une plus grande réactivité le long de la colonne.
Applications
Comme dans ce type de chromatographie, la séparation des substances est effectuée par échange ionique, elle a un grand nombre d'utilisations et d'applications, parmi lesquelles les suivantes:
- Séparation et purification d'échantillons contenant des combinaisons de composés de nature organique, constitués de substances telles que des nucléotides, des glucides et des protéines.
- Contrôle qualité dans le traitement de l'eau et dans la désionisation et l'adoucissement des solutions (utilisées dans l'industrie textile), ainsi que la ségrégation du magnésium et du calcium.
- Séparation et purification des médicaments, enzymes, métabolites présents dans le sang et l'urine, et autres substances à comportement alcalin ou acide, dans l'industrie pharmaceutique.
- Déminéralisation des solutions et substances, là où l'on souhaite obtenir des composés de haute pureté.
- Isolement d'un composé spécifique dans un échantillon à séparer, afin d'en obtenir une séparation préparatoire pour faire ultérieurement l'objet d'autres analyses.
De même, cette méthode analytique est largement utilisée dans les industries pétrochimique, hydrométallurgique, pharmaceutique, textile, agroalimentaire et des semi-conducteurs, entre autres.
Références
- Wikipédia. (sf). Chromatographie ionique. Récupéré de en.wikipedia.org
- Biochem Den. (sf). Qu'est-ce que la chromatographie par échange d'ions et ses applications. Récupéré de biochemden.com
- Lire l'étude. (sf). Chromatographie par échange d'ions - Principe, méthode et applications. Récupéré de studyread.com
- Introduction à la biochimie pratique. (sf). Chromatographie d'échange d'ions. Récupéré de elte.prompt.hu
- Helfferich, FG (1995). Échange d'ion. Récupéré de books.google.co.ve