Cromatografia de bescanvi iònic

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

La cromatografia d'intercanvi iònic o cromatografia iònica és un procés químic que permet la separació d'ions i molècules polars basat en les propietats de càrrega de les molècules. Pot ser usada en gairebé qualsevol tipus de molècula carregada, incloent grans proteïna s, petits nucleòtids i aminoàcids. La solució que s'ha d'injectar és usualment anomenada "mostra" i els components separats individualment són anomenats analits. És usada sovint en purificació de proteïnes, anàlisis d'aigua o control de qualitat.

Història[modifica | modifica el codi]

Els mètodes iònics han estat utilitzats des de 1850, quan H. Thompson i J. T. Way, investigadors d'Anglaterra, van tractar diverses argiles amb sulfat d'amoni o carbonat en solució per extreure l'amoníac i alliberar calci. El 1927, la primera columna de zeolita mineral va ser utilitzada per eliminar ions de calci i magnesi que interferien en la solució, per determinar el contingut de sulfat d'aigua. La versió moderna de la IEC es va desenvolupar durant l'època de la guerra del Projecte Manhattan. Era necessària una tècnica per separar i concentrar els elements radioactius necessaris per fer la bomba atòmica. Els investigadors van triar absorbents que poguessin tancar-se sobre elements transurànids carregats, i que poguessin ser eliminats diferencialment. Darrerament, una vegada desclassificat, aquestes tècniques poden utilitzar noves resines IE per desenvolupar els sistemes que s'utilitzen sovint avui dia per a la purificació específica de productes biològics i de substàncies inorgàniques. A principis dels 70, la cromatografia iònica, va ser desenvolupada per Hamish Small i els seus companys de treball en Dow Chemical Company com un nou mètode d'IEC utilitzables en l'anàlisi automatitzat. CI utilitza resines iòniques més febles per la seva fase estacionària i una nova neutralització de stripper, o supressor de la columna per eliminar els ions llevats que es dipositen en el fons. És una poderosa tècnica per determinar baixes concentracions de ions i és especialment útil en estudis sobre el medi ambient i la qualitat de l'aigua, entre altres aplicacions.

La tecnologia de Dow Chemical va ser adquirida per Durrum Instrument Corp (fabricant del Durrum D-500), que després va formar una unitat de negocis separada per als seus nous productes CI, cridada Dionex (D ow Ion Ex change). Dionex Corporation for incorporada el 1980 a Sunnyvale, Califòrnia, i dirigida per A. Blaine Bowman, que va adquirir els actius de Dionex.

Principis[modifica | modifica el codi]

La cromatografia d'intercanvi iònic conserva els anàlits basandóse en les interaccions de Coulomb. La fase estacionària mostra en la superfície grups funcionals iònics que interaccionen amb ions de càrrega oposada de l'analit. Aquest tipus de cromatografia se subdivideix al seu torn en la cromatografia d'intercanvi catiònic i cromatografia d'intercanvi aniònic:

  • La cromatografia d'intercanvi catiònic reté cations carregats positivament a causa que la fase estacionària mostra un grup funcional carregat negativament, com un àcid fosfòric
  • La cromatografia d'intercanvi d'anions reté anions usant grups funcionals carregats positivament, com un catió d'amoni quaternari.

RA - H ++M ++B - ↔ RA - M ++H ++B -

Separació de proteïnes[modifica | modifica el codi]

Les proteïnes tenen nombrosos grups funcionals que tenen càrregues positives i negatives. La cromatografia d'intercanvi iònic separa les proteïnes d'acord a la seva càrrega neta, la qual depèn la composició de la fase mòbil. Ajustar el pH o la concentració de ions de la fase mòbil, diverses molècules de proteïna poden ser separades. Per exemple, si la proteïna té una càrrega positiva amb un pH de 7, llavors pot unir-se a una columna carregada negativament, mentre que una proteïna amb càrrega negativa no ho podria fer. També podria eliminar canviant el pH perquè la càrrega neta de la proteïna sigui negativa.

L'elució pel canvi de la força iònica en la fase mòbil té un efecte més subtil, treballa com a ions de la fase mòbil interaccionant amb els ions immobilitzats en preferència sobre aquests assolida al final. Aquests "escuts" de la fase estacionària de la proteïna, (i viceversa), i permet a la proteïna eluirse.

Tècnica típica[modifica | modifica el codi]

Un mostra és introduïda, de forma manual o amb autosampler, dins d'un cicle de mostres de volum conegut. Una solució tampó aquosa coneguda com a fase mòbil del bucle a la columna que conté alguna forma de material en fase estacionària. Això és típicament una resina o matriu de gel que consisteix en agarosa o cel·lulosa unit a grups funcionals carregats. Els analits objectiu (anions o cations) són conservats assolida al final però poden ser eliminats incrementant la concentració d'espècies de similar càrrega que poden desplaçar els ions anàlits de la fase estacionària. Per exemple, en la cromatografia d'intercanvi catiònic, els analits carregats positivament poden ser desplaçats agregant ions de sodi carregats positivament. Els analits d'interès poden llavors ser detectats de diverses maneres, típicament per conductivitat o per absorció de llum UV/visible.

Per controlar un sistema CI, usualment és necessari un Sistema de dades cromatogràfiques (Chromatography Data System, CDS). A més dels sistemes CI, alguns d'aquests CDS també poden controlar sistemes de cromatografia de gas i HLPC.

Bibliografia[modifica | modifica el codi]


Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Cromatografia de bescanvi iònic Modifica l'enllaç a Wikidata