Procédure de chromatographie par échange ionique, principes

Le chromatographie par échange d'ions est une technique analytique basée sur les principes de la chromatographie pour séparer les espèces ioniques et moléculaires présentant une polarité. Ceci est basé sur la prémisse de la similarité de ces substances par rapport à un autre appelé échangeur d'ions.

En ce sens, les substances ayant une charge électrique sont séparées grâce au déplacement ionique, dans lequel une ou plusieurs espèces ioniques sont transférées d'un fluide à un solide par échange, en raison de charges égales.

Ces espèces ioniques sont liées à des groupes fonctionnels situés à la surface au moyen d'interactions de type électrostatique qui facilitent l'échange d'ions. En outre, l'efficacité de la séparation des ions dépend de la rapidité de l'échange de matière et de l'équilibre entre les deux phases; c'est-à-dire qu'il est basé sur ce transfert.

Index

• 1 procédure
  • 1.1 Considérations antérieures
  • 1.2 Procédure
• 2 principes
• 3 applications
• 4 références

Procédure

Avant de commencer le processus de chromatographie par échange d'ions, il convient de tenir compte de certains facteurs de grande importance, qui permettent d'optimiser la séparation et d'obtenir de meilleurs résultats.

Parmi ces éléments figurent la quantité d'analyte, la masse molaire ou le poids moléculaire de l'échantillon et la charge des espèces composant l'analyte.

Ces facteurs sont essentiels pour déterminer les paramètres de la chromatographie, tels que la phase stationnaire, la taille de la colonne et les dimensions du pore de la matrice, entre autres.

Considérations précédentes

Il existe deux types de chromatographie par échange d'ions: celle qui implique un déplacement cationique et une qui implique un déplacement anionique.

Dans la première phase, la phase mobile (qui constitue l'échantillon à séparer) possède des ions avec une charge positive, tandis que la phase stationnaire contient des ions avec une charge négative.

Dans ce cas, les espèces chargées positivement sont attirées par la phase stationnaire en fonction de leur force ionique, ce qui se reflète dans le temps de rétention indiqué dans le chromatogramme.

De même, en chromatographie impliquant un déplacement anionique, la phase mobile possède des ions chargés négativement, tandis que la phase stationnaire possède 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 pour la ségrégation des espèces cationiques présentes dans l'échantillon.

Dans le cas de composés présentant une charge électrique et présentant une solubilité dans l'eau (tels que les acides aminés, les petits nucléotides, les peptides et les grosses protéines), ils se combinent avec des fragments de charge opposée, produisant des liaisons de nature ionique avec la phase stationnaire qui n'est pas soluble.

Procédure

Lorsque la phase stationnaire est en équilibre, il existe un groupe fonctionnel susceptible d'être ionisé, dans lequel les substances d'intérêt de l'échantillon sont séparées et quantifiées, et peuvent être combinées tout en se déplaçant le long de la colonne. chromatographique

Par la suite, les espèces combinées peuvent être élues puis collectées à l'aide d'un éluant. Cette substance est constituée d'éléments cationiques et anioniques, entraînant une plus grande concentration d'ions le long de la colonne ou modifiant les caractéristiques de pH de celle-ci.

En résumé, tout d'abord, une espèce capable d'échanger des ions est chargée positivement de contre-ions à la surface, puis la combinaison des ions à séparer est produite. Lorsque le processus d'élution commence, les espèces ioniques faiblement liées subissent une désorption.

Après cela, les espèces ioniques avec des liaisons plus fortes deviennent également désorbées. Finalement, la régénération se produit, dans laquelle il est possible que l'état initial soit reconstitué en lavant la colonne avec l'espèce tamponnée qui intervient initialement.

Principes

La chromatographie par échange d'ions est basée sur le fait que les espèces qui manifestent une charge électrique présente dans l'analyte sont séparées par les forces attractives de type électrostatique, lorsqu'elles traversent une substance résineuse de type ionique conditions spécifiques de température et de pH.

Cette ségrégation est provoquée par l'échange réversible d'espèces ioniques entre les ions présents dans la solution et ceux trouvés dans la substance de déplacement résineuse à caractère ionique.

De cette manière, le procédé utilisé pour la ségrégation des composés dans l'échantillon est soumis au type de résine utilisé, en suivant le principe des échangeurs anioniques et cationiques décrits ci-dessus.

Comme les ions d'intérêt sont emprisonnés dans la substance résineuse, il est possible que la colonne chromatographique s'écoule jusqu'à ce que le reste des espèces ioniques soit élué.

Par la suite, les espèces ioniques qui sont emprisonnées dans la résine peuvent couler tout en traversant 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 réalisée grâce à l'échange d'ions, ce qui a un grand nombre d'utilisations et d'applications, parmi lesquelles:

- Séparation et purification des échantillons contenant des combinaisons de composés de nature organique, constitués de substances telles que les nucléotides, les glucides et les protéines.

- Contrôle de qualité dans le traitement de l'eau et dans les processus de désionisation et de ramollissement des solutions (utilisés dans l'industrie textile), ainsi que de la ségrégation du magnésium et du calcium.

- Séparation et purification de médicaments, enzymes, métabolites présents dans le sang et l'urine, et autres substances à comportement alcalin ou acide, dans l'industrie pharmaceutique.

- déminéralisation de solutions et de substances, où l'on souhaite obtenir des composés de grande pureté.

- isolement d'un composé spécifique dans un échantillon que l'on souhaite séparer, afin d'obtenir une séparation préparatoire de celui-ci pour ensuite faire l'objet d'une analyse ultérieure.

De même, cette méthode analytique est largement utilisée dans les industries pétrochimique, hydrométallurgique, pharmaceutique, textile, alimentaire et des semi-conducteurs, entre autres.

Références

1. Wikipedia. (s.f.) Chromatographie ionique. Récupéré de en.wikipedia.org
2. Biochem Den (s.f.) Qu'est-ce que la chromatographie par échange d'ions et ses applications? Récupéré de biochemden.com
3. Étude Lire. (s.f.) Chromatographie par échange d'ions | Principe, méthode et applications. Récupéré de studyread.com
4. Introduction à la biochimie pratique. (s.f.) Chromatographie par échange d'ions. Récupéré de elte.prompt.hu
5. Helfferich, F. G. (1995). Ion Exchange. Récupéré de books.google.co.ve