离子交换层析介绍

离子色谱法 离子交换色谱法 离子对色谱法的区别 
离子交换层析是依据各种离子或离子化合物与离子交换填料的结合力不同而进行分离纯化的。离子交换层析的固定相是离子交换填料,它是由一类不溶于水的惰性高分子聚合物基质通过一定的化学反应共价结合上某种电荷基团形成的。离子交换填料可以分为三部分:高分子聚合物基质、电荷基团和平衡离子。     我们用 R 代表离子交换填料的高分子聚合物基质,X-和X+分别代表阳离子交换填料和阴离子交换填料中与高分子聚合物共价结合的电荷基团,Y+和Y-分别代表阳离子交换填料和阴离子交换填料的平衡离子,A+和A-分别代表溶液中的离子基团。从上面的反应式中可以看出,如果A 离子与离子交换填料的结合力强于Y 离子,或者提高A 离子的浓度,或者通过改变其它一些条件,可以使A 离子将Y 离子从离子交换填料上置换出来。也就是说,在一定条件下,溶液中的某种离子基团可以把平衡离子置换出来,并通过电荷基团结合到固定相上,而平衡离子则进入流动相,这就是离子交换层析的基本置换反应。通过在不同条件下的多次置换反应,就可以对溶液中不同的离子基团进行分离。   
各种离子与离子交换填料上的电荷基团的结合是由静电力产生的,是一个可逆的过程。结合的强度与很多因素有关,包括离子交换填料的性质、离子本身的性质、离子强度、pH、温度、溶剂组成等等。离子交换层析就是利用各种离子本身与离子交换填料结合力的差异,并通过改变离子强度、pH 等条件改变各种离子与离子交换填料的结合力而达到分离的目的。离子交换填料的电荷基团对不同的离子有不同的结合力。一般来讲,离子价数越高,结合力越大;价数相同时,原子序数越高,结合力越大。如阳离子交换填料对离子的结合力顺序为: 。蛋白质等生物大分子通常呈两性,它们与离子交换填料的结合与它们的性质及pH 有较大关系。以用阳离子交换填料分离蛋白质为例,在一定的pH 条件下,等电点pI < pH 的蛋白带负电,不能与阳离子交换填料结合;等电点pI > pH 的蛋白带正电,能与阳离子交换填料结合,一般pI 越大的蛋白与离子交换填料结合力越强。但由于生物样品的复杂性以及其它因素影响,一般生物大分子与离子交换填料的结合情况较难估计,往往要通过实验进行摸索 
离子对色谱法是将一种(或多种)与溶质分子电荷相反的离子(称为对离子或反离子)加到流动相或固定相中,使其与溶质离子结合形成疏水型离子对化合物,从而控制溶质离子的保留行为。其原理可用下式表示:X+水相+Y-水相===X+Y-有机相 
式中:X+水相--流动相中待分离的有机离子(也可是阳离子);Y-水相--流动相中带相反电荷的离子对(如氢氧化四丁基铵、氢氧化十六烷基三甲铵等);X+Y---形成的离子对化合物。 当达平衡时: 
KXY=[X+Y-]有机相/[X+]水相[Y-]水相 根据定义,分配系数为: 
DX=[X+Y-]有机相/[X+]水相=KXY[Y-]水相 [讨论:DX与保留值的关系] 
离子对色谱法(特别是反相)发解决了以往难以分离的混合物的分离问题,诸如酸、碱和离子、非离子混合物,特别是一些生化试样如核酸、核苷、生物碱以及药物等分离
离子色谱主要用于测定各种离子的含量,特别适于测定水溶液中低浓度的阴离子,例如饮用水水质分析,高纯水的离子分析,矿泉水、雨水、各种废水和电厂水的分析,纸浆和漂白液的分析,食品分析,生物体液(尿和血等)中的离子测定,以及钢铁工业、环境保护等方面的应用。离子色谱能测定下列类型的离子:有机阴离子、碱金属、碱土金属、重金属、稀土离子和有机酸,以及胺和铵盐等 离子对色谱法是将一种(或多种)与溶质分子电荷相反的离子(称为对离子或反离子)加到流动相或固定相中,使其与溶质离子结合形成疏水型离子对化合物,从而控制溶质离子的保留行为。其原理可用下式表示: X+水相+Y-水相===X+Y-有机相 
式中:X+水相--流动相中待分离的有机离子(也可是阳离子);Y-水相--流动相中带相反电荷的离子对(如氢氧化四丁基铵、氢氧化十六烷基三甲铵等);X+Y---形成的离子对化合物。 当达平衡时: 
KXY=[X+Y-]有机相/[X+]水相[Y-]水相 根据定义,分配系数为: 
DX=[X+Y-]有机相/[X+]水相=KXY[Y-]水相

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