11.21 : イオン交換クロマトグラフィー

イオン交換クロマトグラフィー (IEC) は、固定相に対する親和性に基づいてイオンを分離する技術です。固定相は、イオン性官能基が共有結合した架橋ポリマー樹脂です。官能基は、正に帯電 (陽イオン交換体) または負に帯電 (陰イオン交換体) します。陽イオン交換体はポリマー陰イオンと活性陽イオンで構成され、陰イオン交換体は活性陰イオンを持つポリマー陽イオンです。固定相の選択は、分析物の性質と目的の分離によって異なります。

移動相 (通常は水性緩衝液) は固定相を通過し、緩衝液の pH は溶質の保持時間を決定する上で重要な役割を果たします。平衡化から洗浄ステップまで、pH は、使用するイオン交換体の種類と、分析物と交換体の結合親和性の程度に影響を与えるように選択されます。分析物の等電点 (pI) と緩衝液の pH の差が大きいほど、対象種は固定相に強く結合します。pH を調整することで、分析物と固定相間のイオン相互作用を制御でき、それらの差次的溶出につながります。

特定の pH 条件下で分析物が同様の電荷を持つ場合、特定の課題が発生し、分解能が低下します。さらに、移動相のイオン濃度が高いと、バックグラウンド導電率が高くなり、検出が妨げられる可能性があります。1 つの解決策は、イオンサプレッサーカラムを使用して移動相から干渉イオンを除去することです。

IEC の選択性は、使用する交換部位の種類 (強いか弱いか) と樹脂の架橋度によって決まります。強い交換部位はイオンに対する親和性が高く、相互作用が強くなるため、より選択的な分離が実現します。さらに、架橋度は樹脂の多孔性と透過性に影響し、それが分離効率に影響します。

樹脂は、溶解度が無視できること、イオン拡散速度が速いこと、化学的安定性があること、膨潤時に水よりも密度が高いことなど、特定の要件を満たす必要があります。検出方法には、紫外可視吸光度、または溶質が紫外可視範囲で吸収しない場合は間接検出が含まれます。

IEC は、水分析、生化学、タンパク質精製、アミノ酸、ヌクレオチド、医薬品などのさまざまな化合物の分析に幅広く応用されています。IEC は、固定相に対する親和性に基づいて荷電分析物を分離できるため、複雑な混合物を精製、分析、および特性評価するための強力なツールとなります。