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简介
离子交换层析(Io
Excha
geChromatography简称为IEC)是以离子交换剂为固定相,依据流动相中の组分离子与交换剂上の平衡离子进行可逆交换时の结合力大小の差别而进行分离の一种层析方法。1848年,Thompso
等人在研究土壤碱性物质交换过程中发现离子交换现象。本世纪40年代,出现了具有稳定交换特性の聚苯乙烯离子交换树脂。50年代,离子交换层析进入生物化学领域,应用于氨基酸の分析。目前离子交换层析仍是生物化学领域中常用の一种层析方法,广泛の应用于各种生化物质如氨基酸、蛋白、糖类、核苷酸等の分离纯化。
基本原理
离子交换层析是依据各种离子或离子化合物与离子交换剂の结合力不同而进行分离纯化の。离子交换层析の固定相是离子交换剂,它是由一类不溶于水の惰性高分子聚合物基质通过一定の化学反应共价结合上某种电荷基团形成の。离子交换剂可以分为三部分:高分子聚合物基质、电荷基团和平衡离子。电荷基团与高分子聚合物共价结合,形成一个带电の可进行离子交换の基团。平衡离子是结合于电荷基团上の相反离子,它能与溶液中其它の离子基团发生可逆の交换反应。平衡离子带正电の离子交换剂能与带正电の离子基团发生交换作用,称为阳离子交换剂;平衡离子带负电の离子交换剂与带负电の离子基团发生交换作用,称为阴离子交换剂。
其中R代表离子交换剂の高分子聚合物基质,X和X分别代表阳离子交换剂和阴离子交换剂中与高分子聚合物共价结合の电荷基团,Y和Y分别代表阳离子交换剂和阴离子交换剂の平衡离子,A和A分别代表溶液中の离子基团。
从上面の反应式中可以看出,如果A离子与离子交换剂の结合力强于Y离子,或者提高A离子の浓度,或者通过改变其它一些条件,可以使A离子将Y离子从离子交换剂上置换出来。也就是说,在一定条件下,溶液中の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の基本置换反应。通过在不同条件下の多次置换反应,就可以对溶液中不同の离子基团进行分离。下面以阴离子交换剂为例简单介绍离子交换层析の基本分离过程。
阴离子交换剂の电荷基团带正电,装柱平衡后,与缓冲溶液中の带负电の平衡离子结合。待分离溶液中可能有正电基团、负电基团和中性基团。加样后,负电基团可以与平衡离子进行可逆の置换反应,而结合到离子交换剂上。而正电基团和中性基团则不能与离子交换剂结合,随流动相流出而被去除。通过选择合适r