11.21 : İyon Değişim Kromatografisi

İyon değişim kromatografisi veya IEC, iyonları durağan faza olan afinitelerine göre ayırmak için kullanılan bir tekniktir. Durağan faz, kovalent olarak bağlı iyonik fonksiyonel gruplara sahip çapraz bağlı bir polimer reçinesidir. Fonksiyonel gruplar pozitif yüklü (katyon değiştiriciler) veya negatif yüklü (anyon değiştiriciler) olabilir. Bir katyon değiştirici, polimerik bir anyon ve aktif katyonlardan oluşurken, bir anyon değiştirici, aktif anyonlara sahip polimerik bir katyondur. Durağan fazın seçimi, analitlerin doğasına ve istenen ayırmaya bağlıdır.

Genellikle sulu bir tampon olan hareketli faz, durağan fazdan akar ve tamponun pH'ı, çözünenlerin tutulma süresini belirlemede önemli bir rol oynar. Dengelemeden yıkama adımlarına kadar, pH, kullanılan iyon değiştiricinin türünü ve analitin değiştiriciye bağlanma afinitesinin derecesini etkileyecek şekilde seçilir. Analitin izoelektrik noktası (pI) ile tamponun pH'ı arasındaki fark ne kadar büyükse, hedef tür sabit faza o kadar güçlü bağlanır. pH'ın ayarlanması, analitler ile sabit faz arasındaki iyonik etkileşimlerin kontrol edilmesini sağlar ve bu da farklı elüsyonlarına yol açar.

Analitler verilen pH koşulları altında benzer yüklere sahip olduğunda bazı zorluklar ortaya çıkabilir ve bu da zayıf çözünürlüğe yol açar. Ek olarak, mobil fazdaki yüksek iyon konsantrasyonları, tespiti engelleyen yüksek arka plan iletkenliğine katkıda bulunabilir. Bir çözüm, mobil fazdan müdahale eden iyonları çıkarmak için bir iyon baskılayıcı kolon kullanmaktır.

IEC'nin seçiciliği, kullanılan değişim bölgesinin türüne, güçlü veya zayıf olmasına ve reçinedeki çapraz bağlanma derecesine göre belirlenir. Güçlü değişim bölgeleri iyonlara karşı daha yüksek bir afiniteye sahiptir ve daha güçlü etkileşimler sağlayarak daha seçici ayırmalara yol açar. Ek olarak, çapraz bağlanma derecesi reçinenin gözenekliliğini ve geçirgenliğini etkiler ve bu da ayırma verimliliğini etkiler.

Reçineler, ihmal edilebilir çözünürlük, iyon difüzyon hızı, kimyasal kararlılık ve şiştiğinde sudan daha yüksek yoğunluk gibi belirli gereksinimleri karşılamalıdır. Tespit yöntemleri arasında UV/Vis absorbansı veya çözünen maddeler UV/Vis aralığında emilmiyorsa dolaylı tespit yer alır.

IEC, su analizi, biyokimya, protein saflaştırma ve amino asitler, nükleotidler ve ilaçlar gibi çeşitli bileşiklerin analizinde geniş uygulamalara sahiptir. Yüklü analitlerin durağan faza olan afinitelerine göre ayrılmasını sağlayarak karmaşık karışımları saflaştırmak, analiz etmek ve karakterize etmek için güçlü bir araç sağlar.