Prinzip und Ablauf der Ionenaustauschchromatographie

Was ist Ionenaustauschchromatographie?

Ionenaustauschchromatographie ist eine Art von Chromatographie, die üblicherweise bei der Reinigung von Proteinen und anderen geladenen Molekülen verwendet wird. Bei dieser Technik werden die Moleküle basierend auf ihrer Ladung getrennt. Bei der Anionenaustauschchromatographie werden negativ geladene Moleküle von festen Trägern mit positiver Ladung angezogen. Umgekehrt werden bei der Kationenaustauschchromatographie positiv geladene Moleküle in einen negativ geladenen festen Träger gezogen.

Prinzip der Ionenaustauschchromatographie:

Die geladenen Biomoleküle werden durch die Ionenaustauschchromatographie getrennt. Die Proben mit geladenen Analyten werden als flüssige Phase verwendet. In der stationären Phase befindet sich der Analyt beim Durchgang durch die Chromatographiesäule den geladenen Stellen gegenüber. Die aufgrund ihrer Ladung isolierten Analyten werden unter Verwendung einer Lösung unterschiedlicher Ionenstärke eluiert. Durch die Bewegung einer solchen mobilen Phase durch die Chromatographiesäule werden die Analyten sehr selektiv nach ihren unterschiedlichen Ladungen getrennt.

Arten der Ionenaustauschchromatographie

Ionenaustauschchromatographie hat zwei Arten, Kationenaustausch und Anionenaustauschchromatographie:

Kationenaustauschchromatographie: Es trennt Moleküle basierend auf ihrer Nettooberflächenladung. Es verwendet ein negativ geladenes Ionenaustauscherharz mit einer Affinität zu Molekülen mit positiven Oberflächenladungen.

Anionenaustauschchromatographie: es trennt Moleküle basierend auf ihrer Nettooberflächenladung. Es verwendet ein positiv geladenes Ionenaustauscherharz mit einer Affinität zu Molekülen mit negativen Oberflächenladungen.

Verfahren der IonenaustauschchromatographieBevor wir mit einem Ionenaustauschchromatographieexperiment beginnen, müssen wir die verschiedenen Phasen erkennen, die für die Durchführung des Prozesses wesentlich sind.

Viele Studien zum Ionenaustausch werden in fünf Hauptphasen durchgeführt.

1. Die erste Stufe in der IEC ist das Gleichgewicht, in dem der Ionenaustauscher in einen Ausgangszustand gebracht wird.
2. Die zweite Stufe in der IEC ist die Anwendung von Proben und Adsorption, bei der gelöste Analyten, die die erforderliche Ladung bewegen, Gegenionen verdrängen und das Gel umgekehrt binden.
3. In der dritten Stufe der IEC werden die Moleküle von der Chromatographiesäule getrennt, indem sie in Elutionsbedingungen überführt werden, die für die Ionenbindung der Moleküle ungünstig sind.
4. Die vierte und fünfte Stufe der IEC sind die Eliminierung von Analyten, die unter den früheren Bedingungen nicht eluiert wurden, von der Chromatographiesäule und die erneute Äquilibrierung für die nächste Reinigung unter den Anfangsbedingungen.

Versuchsdurchführung der Ionenaustauschchromatographie

• Die Trennung des Ionenaustauschers erfolgt hauptsächlich in Säulen, die mit einem Ionenaustauscher gefüllt sind. Diese Ionenaustauscher bestehen aus Styrol und Divinylbenzol und sind im Handel erhältlich.
• Als nächstes wird die Säule mit einem Ionenaustauscher beladen, dann eine Probe aufgetragen, gefolgt vom Puffer. In denen üblicherweise der Acetatpuffer, Pyridin, Trispufferpuffer, Phosphatpuffer und Citratpuffer verwendet werden.
• Die Partikel mit höherer Affinität für den Ionenaustauscher kommen sowohl die Säule hinunter als auch unter den Puffer. Der nächste Schritt ist die Trennung fest gebundener Partikel unter Verwendung eines kompatiblen Puffers.
• Diese Partikel werden dann spektroskopisch analysiert.

Ionenaustauschchromatographie-Anwendungen

• Die Ionenaustauschchromatographie wird sehr häufig in der Aminosäureanalytik eingesetzt.
• Proteine werden auch mit IEC getrennt.
• Zur Überwachung der Fermentation werden die Kationenaustauscherharze verwendet.
• Es ist die hauptsächlich hilfreiche Methode zur Wasserreinigung.
• Es wird in den Anwendungen der Lebensmittel- und klinischen Forschung eingesetzt.
• Dies wird in analytischen Anwendungen einschließlich Qualitätskontrolle und Überwachung von Prozessen verwendet.
• Die Ionenaustauschchromatographie wird zur Trennung und Reinigung von Blutbestandteilen eingesetzt.
• Diese Technik wird häufig verwendet, um bestimmte Vitamine sowie organische Säuren und Basen zu isolieren.

Die Vorteile der Ionenaustauschchromatographie sind wie folgt.

• Dies ist der leistungsfähigste Weg, geladene Teilchen zu trennen.
• Dies kann für fast jedes geladene Molekül wie große Proteine, kleine Aminosäuren und Nukleotide verwendet werden.
• Es wird sowohl aus analytischen als auch aus präparativen Gründen im Labor durchgeführt, verwendet analytisch, um allgemeiner zu sein.
• Anorganische Ionen können auch durch diese Technik isoliert werden.
• Es ist eine nützliche und effiziente Technik zum Enthärten von Wasser.

Die Nachteile der Ionenaustauschchromatographie sind wie folgt.

• Einer der Hauptnachteile der Ionenaustauschchromatographie ist der Pufferbedarf.
• Mit dieser Methode können nur geladene Moleküle isoliert werden.
• Es benötigt einen Puffer für die Trennung der Komponenten.
• Es hat hohe Betriebskosten.
• Der Säuregehalt im Wasser kann durch in das enthärtete Wasser eintretende Natriumionen erhöht werden.

Häufig gestellte Fragen zur Ionenaustauschchromatographie lauten wie folgt.

Was ist Ionenaustauschchromatographie? Die Ionenaustauschchromatographie ist die am häufigsten verwendete chromatographische Technik in der Chemie zur Trennung und Reinigung von Nukleinsäuren, Polypeptiden, Proteinen und anderen geladenen Biomolekülen.

Was ist das Grundprinzip der Ionenaustauschchromatographie? Der Austausch von Ionen ist das Grundprinzip der Ionenaustauschchromatographie. Kationische und anionische Austauscher sind zwei Formen der Ionenaustauschchromatographie, die in diesem Verfahren verwendet werden.

Welche Art von Chromatographie ist Ionenaustauschchromatographie? Die Ionenaustauschchromatographie ist eine Art Adsorptionschromatographie

Was ist der Hauptvorteil der Ionenaustauschchromatographie? Der Hauptvorteil der Ionenaustauschchromatographie ist eine leistungsstarke Methode zur Trennung geladener Teilchen.

Was ist der Hauptunterschied zwischen Affinitäts- und Ionenaustauschchromatographie? Der Hauptunterschied zwischen Ionenaustausch- und Affinitätschromatographie besteht darin, dass wir Ionenaustauschchromatographie zur Trennung geladener Moleküle verwenden können, während wir Affinitätschromatographie verwenden können, um geladene oder ungeladene Moleküle in einer Probenmischung zu trennen.

Was ist der Hauptunterschied zwischen Anionen- und Kationenaustausch? Wichtigsten der Unterschied zwischen Anionen- und Kationenaustausch besteht darin, dass die stationäre Phase beim Anionenaustausch positiv geladen ist, während sie beim Kationenaustausch negativ geladen ist.

Verweis

A.Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_chromatography

B. Knauer: https://www.knauer.net/en/search?q=chromatography

C. Kromasil: https://www.kromasil.com/support/faq.php

D. Shimadzu: https://www.shimadzu.com/an/service-support/technical-support/analysis-basics/basic/what_is_hplc.html

E. Chemische Ansicht: https://www.chemistryviews.org/details/education/9464911/What_is_HPLC/

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