کروماتوگرافی تبادل یونی

کروماتوگرافی تبادل یونی

در کروماتوگرافی تبادل یونی، تکیه گاه از دانه های ریزی تشکیل شده است که مواد شیمیایی دارای بار به آن متصل شده اند. هر مولکول باردار دارای یک ضد یون است. شکل مهره های (آبی) را با گروه های بار منفی (قرمز) متصل نشان می دهد. در این مثال، یون ضد سدیم است که بار مثبت دارد. گروه‌های دارای بار منفی به دلیل اتصال کووالانسی خود قادر به ترک مهره‌ها نیستند، اما یون‌های متضاد را می‌توان با مولکول‌هایی با همان بار «مبادله» کرد. بنابراین، در ستون تبادل کاتیونی، گروه‌های شیمیایی متصل به مهره‌ها منفی هستند. گروه‌های باردار و دارای یون‌های با بار مثبت هستند و ترکیبات با بار مثبت موجود در مخلوطی که از ستون عبور می‌کند، با یون‌های مخالف مبادله می‌شوند و به گروه‌های دارای بار منفی روی مهره‌ها می‌چسبند. مولکول های موجود در نمونه که خنثی یا دارای بار منفی هستند به سرعت از ستون عبور می کنند. از سوی دیگر، در کروماتوگرافی تبادل آنیونی، گروه های شیمیایی متصل به مهره ها دارای بار مثبت و یون های مخالف دارای بار منفی هستند. مولکول‌های موجود در نمونه که دارای بار منفی هستند، می‌چسبند و سایر مولکول‌ها به سرعت از آن عبور می‌کنند. برای حذف مولکول‌های «گیر کرده» به یک ستون، کافی است غلظت بالایی از یون‌های متضاد مناسب را اضافه کرد تا جابجا و رها شوند. . این روش امکان بازیابی همه اجزای مخلوط را که بار یکسانی دارند، می دهد.

شستشوی پروتئین ها از رزین های تبادل یونی

پروتئین های متصل به رزین های تبادل یونی از طریق فعل و انفعالات یونی غیر کووالانسی (نمک-پل) متصل می شوند. ما می توانیم برای این مکان های اتصال یونی روی رزین با سایر گروه های یونی، یعنی نمک ها رقابت کنیم.

دو نوع روش کلی برای شستشو با محلول نمک وجود دارد: 1. شستشوی گرادیان و 2. شستشوی مرحله ای

شستشوی گرادیان به انتقال صاف غلظت نمک (از کم به زیاد) در بافر شستشو اشاره دارد. پروتئین‌های با اتصال ضعیف ابتدا شستشو می‌شوند و پروتئین‌های اتصال قوی‌تر در آخر شستشو می‌شوند (یعنی برای رقابت با آنها از ستون به غلظت نمک بالاتر در بافر نیاز دارند)

غلظت نمک گرادیان را می توان با استفاده از گرادیان ساز ایجاد کرد. در ساده ترین شکل خود، این شامل دو ظرف است (باید یک شکل باشد) که توسط یک لوله به هم متصل شده اند. یک ظرف حاوی بافر کم نمک و دیگری حاوی بافر نمک زیاد است. بافر از ظرف کم نمک خارج می شود. اگر محدوده غلظت نمک را بدانیم که پروتئین مورد نظر در آن شسته می شود، می توانیم به سادگی با یک بافر حاوی آن غلظت نمک شستشو دهیم. این به عنوان شستشوی مرحله ای شناخته می شود.

شستشوهای مرحله ای معمولاً سریعتر اجرا می شوند و پروتئین را در حجم کلی کمتری نسبت به شستشوهای گرادیان شستشو می دهند. آنها معمولاً زمانی بهترین عملکرد را دارند که آلاینده ها با غلظت نمک به طور قابل توجهی متفاوت از پروتئین مورد نظر شسته شوند.

کروماتوگرافی یونی چگونه کار می کند؟

کروماتوگرافی یونی، شکلی از کروماتوگرافی مایع، غلظت گونه های یونی را با جداسازی آنها بر اساس برهمکنش آنها با رزین اندازه گیری می کند. گونه های یونی بسته به نوع و اندازه گونه ها متفاوت از هم جدا می شوند. محلول های نمونه از یک ستون کروماتوگرافی تحت فشار عبور می کنند که یون ها توسط اجزای ستون جذب می شوند. هنگامی که مایع استخراج یونی که به عنوان شوینده شناخته می شود، از ستون عبور می کند، یون های جذب شده شروع به جدا شدن از ستون می کنند. زمان ماند گونه های مختلف غلظت یونی در نمونه را تعیین می کند.

برنامه های کاربردی

برخی از کاربردهای معمول کروماتوگرافی یونی عبارتند از:

تجزیه و تحلیل آب آشامیدنی برای آلودگی و سایر اجزای تشکیل دهنده

تعیین ترکیبات شیمیایی آب در اکوسیستم های آبی

تعیین میزان قند و نمک در غذاها

جداسازی پروتئین های منتخب

نمونه های مایع:

نمونه های مایع باید قبل از ارزیابی با کروماتوگراف یونی فیلتر شوند تا رسوبات و سایر ذرات معلق را از بین ببرند و همچنین احتمال تغییرات میکروبی را قبل از اجرای نمونه محدود کنند. نمونه های آبی باید با استفاده از یک سرنگ یا بطری استریل جمع آوری شود که سه بار با آب نمونه شسته شده و سپس از طریق فیلترهای 0.45m (یا کوچکتر) فیلتر شود. ویال جمع آوری نیز باید سه بار با فیلتر شسته شود، قبل از اینکه لبه آن از فیلتر نمونه پر شود. نمونه ها باید در سرد نگهداری شوند تا زمانی که بتوانند پردازش شوند. حداقل نمونه مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل تقریباً 5 میلی لیتر است، بدون حداکثر محدودیت.

نمونه جامد و مایعات آلی

نمونه های جامد را می توان با آب یا اسید (کاتیون ها) برای حذف یون ها از سطح نمونه استخراج کرد. نمونه های مایع نیز باید فیلتر شده و تا زمانی که آنالیز انجام شود باید در سرد نگهداری شوند. حداقل نمونه مورد نیاز برای یک نمونه جامد تقریباً 2-3 سانتی متر مربع برای جامدات است، بدون حداکثر محدودیت.

اگر می خواهید با مقاله های بیشتری از رزین تبادل یونی آشنا شوید و به صورت کامل تری با کروماتوگرافی تبادل یونی بشناسید. می توانید از سایت صنعت آب و پمپ ایران به دامنه زیر دیدن کنید. این سایت به صورت کامل شما را با مبحث رزین تبادل یونی و دیگر مبحث های تصفیه آب آشنا می کند.

electropumps.ir/