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11.21 : 离子交换色谱法

离子交换色谱法 (IEC) 是一种基于离子对固定相的亲和力来分离离子的技术。固定相是一种交联聚合物树脂,具有共价连接的离子官能团。官能团可以带正电(阳离子交换剂),也可以带负电(阴离子交换剂)。阳离子交换剂由聚合物阴离子和活性阳离子组成,而阴离子交换剂是由聚合物阳离子和活性阴离子组成。固定相的选择取决于分析物的性质和所需的分离效果。

流动相(通常是水性缓冲液)流过固定相,缓冲液的 pH 值在确定溶质的停留时间方面起着至关重要的作用。从平衡到洗涤步骤,pH 的选择会影响所用离子交换剂的类型以及分析物与交换剂的结合亲和力程度。分析物的等电点 (pI) 与缓冲液 pH 值之间的差异越大,目标物质与固定相的结合就越强。调节 pH 值可以控制分析物与固定相之间的离子相互作用,从而实现差异洗脱。

当分析物在给定的 pH 条件下具有相似的电荷时,可能会导致分辨率较差等问题。此外,流动相中的高离子浓度会导致高背景电导率,从而干扰检测。一种解决方案是使用离子抑制柱从流动相中去除干扰离子。

IEC 的选择性取决于所用交换位点的类型(强或弱)以及树脂中的交联程度。强交换位点对离子具有更高的亲和力并提供更强的相互作用,从而实现更具选择性的分离。此外,交联程度会影响树脂的孔隙率和渗透性,进而影响分离效率。

树脂必须满足特定要求,例如可忽略的溶解度、离子扩散速率、化学稳定性以及膨胀时比水更高的密度。检测方法包括紫外/可见光吸光度或间接检测(如果溶质在紫外/可见光范围内不吸收)。

IEC 在水分析、生物化学、蛋白质纯化以及氨基酸、核苷酸和药物等各种化合物的分析中有着广泛的应用。它能够根据带电分析物对固定相的亲和力对其进行分离,为纯化、分析和表征复杂混合物提供了强大的工具。

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