11.21 : Cromatografia de Troca Iônica

A cromatografia de troca iônica, ou IEC, é uma técnica para separar íons com base em sua afinidade pela fase estacionária. A fase estacionária é uma resina de polímero reticulada com grupos funcionais iônicos covalentemente ligados. Os grupos funcionais podem ser carregados positivamente (trocadores de cátions) ou negativamente (trocadores de ânions). Um trocador de cátions consiste em um ânion polimérico e cátions ativos, enquanto um trocador de ânions é um cátion polimérico com ânions ativos. A escolha da fase estacionária depende da natureza dos analitos e da separação desejada.

A fase móvel, tipicamente um tampão aquoso, flui através da fase estacionária, e o pH do tampão desempenha um papel crucial na determinação do tempo de retenção dos solutos. Desde as etapas de equilíbrio até a lavagem, o pH é selecionado para influenciar o tipo de trocador de íons utilizado e o grau de afinidade de ligação do analito ao trocador. Quanto maior a diferença entre o ponto isoelétrico (pI) do analito e o pH do tampão, mais forte a espécie alvo se liga à fase estacionária. Ajustar o pH permite que as interações iônicas entre os analitos e a fase estacionária sejam controladas, levando à sua eluição diferencial.

Certos desafios podem surgir quando os analitos têm cargas semelhantes sob as condições de pH fornecidas, levando a uma resolução ruim. Além disso, altas concentrações de íons na fase móvel podem contribuir para alta condutividade de fundo, o que interfere na detecção. Uma solução é usar uma coluna supressora de íons para remover íons interferentes da fase móvel.

A seletividade da IEC é determinada pelo tipo de sítio de troca usado, podendo ser forte ou fraco, e pelo grau de reticulação na resina. Sítios de troca fortes têm maior afinidade por íons e fornecem interações mais fortes, resultando em separações mais seletivas. Além disso, o grau de reticulação afeta a porosidade e a permeabilidade da resina, o que por sua vez influencia a eficiência da separação.

As resinas devem atender a requisitos específicos, como solubilidade insignificante, taxa de difusão de íons, estabilidade química e densidade maior que a água quando inchadas. Os métodos de detecção incluem absorbância UV/Vis ou detecção indireta se os solutos não absorverem na faixa UV/Vis.

A IEC tem amplas aplicações em análise de água, bioquímica, purificação de proteínas e análise de vários compostos, como aminoácidos, nucleotídeos e produtos farmacêuticos. Ela permite a separação de analitos carregados com base em sua afinidade pela fase estacionária, fornecendo uma ferramenta poderosa para purificar, analisar e caracterizar misturas complexas.