Ionomeničová chromatografia.

- stacionárnou fázou je ionomenič = ionex = vymieňač iónov

Ionexy sú zložené z:

Ø      nerozpustnej matrice (dextrán, agaróza, celulóza, živice...), ktorá určuje stabilitu ionexu a jeho prietokové vlastnosti (sú to porézne častice  rôznej veľkosti)

Ø      elektricky nabitých funkčných skupín s kladným alebo so záporným nábojom

Ionexy sú nerozpustné látky, ktoré obsahujú chemicky viazané skupiny

                                               s elektrickým nábojom, na ktorý je naviazaný

                                               opačne nabitý ión.

                                              - opačne nabité ióny sa môžu vymieňať za iné ióny 

                                                 rovnakého znamienka

ANEX je nosič s kladne nabitými skupinami, na ktorých je naviazaný

            záporný ión.

            Tento záporný ión (anión) sa môže vymieňať na iný záporný ión.

                                       anex je vymieňač aniónov

KATEX je nosič so záporne nabitými skupinami, na ktorých je naviazaný

             kladný ión.

             Tento kladný ión (katión) sa môže vymieňať na iný kladný ión.

                                      katex je vymieňač katiónov

Podstata ionomeničovej chromatografie:

·        väzba látky na ionex výmenou za pôvodný ión (ostatné látky sa nezachytia)

·        uvoľnenie  látky z väzby na ionex = zrušenie väzby výmenou za ión mobilnej fázy

Zrušenie väzby: zmena koncentrácie mobilnej fázy, zmena pH, zmena iónovej sily = prídavok soli.

Väzba vymeniteľného iónu je pevná = iónová väzba, ale je vratná, reverzibilná.

Podľa funkčných skupín naviazaných na matricu nosiča, podľa stupňa disociácie 

sú ionexy silné alebo slabé.

Silný katex: obsahuje silne kyslé skupiny.

                    Napr.     sulfo-               -SO₃H              skratka:  S

                                 sulfometyl-      -CH₂-SO₃H                      SM

                                 sultoetyl-         - CH₂-CH₂-SO₃H              SE

Princíp naviazania látky zo vzorky:                                    

                     katex-SO₃^-H⁺   +  NaCl              katex-SO₃^-Na⁺   +  HCl

Slabý katex: obsahuje slabo disociované kyslé funkčné skupiny

                     Napr. karboxy-                -COOH               skratka: C

                              karboxymetyl-         - CH₂-COOH                   CM 

Silný anex: obsahuje silne bázické funkčné skupiny:

                   Napr.  kvartérny aminoetyl-                                 skratka:  QAE

Slabý anex: obsahuje slabo bázické funkčné skupiny:

           Napr.  primárne amíny:   aminoetyl-   -CH₂-CH₂-N⁺H₃Cl^-      skratka: AE

                      terciárne amíny: trietanolamín  -N⁺(CH₂-CH₂-OH)₃Cl^-              ECTEOLA

                                                        dietylaminoetyl-                                      DEAE

Kvalita ionexu je určená kapacitou ionexu = schopnosťou kvantitatívne viazať

                                                                         vymeniteľný ión

- množstvo iónov, ktoré je ionex schopný viazať za optimálnych podmienok

- udáva počet el. nabitých  skupín v 1 g alebo v 1 ml nosiča

Výber ionexu:

- alkalické (bázické) látky sa vo forme katiónov delia na katexoch

- kyslé látky sa vo forme aniónov delia na anexoch

- látky amfotérneho charakteru  sa delia na takom ionexe, ktorý zodpovedá

  pH  oblasti, v ktorej sú látky stabilné (pozor na izoelektrický bod)

- pre chromatografiu nízkomolekulárnych ionogénnych látok (amíny, aminokyseliny,

 peptidy, nukleozidy, nukleotidy) sa používajú ionexové živice: Dowex, Amberlit, Duolit

- pre chromatografiu vysokomolekulárnych látok (bielkoviny, nukleové kyseliny) sa

   používajú ionexy z dextránu, celulózy a agarózy:  DEAE Sephadex A-50,

   CM Sephadex  C-25, DEAE-celulóza, CM Sepharose 6B

Zariadenia a aplikácia vzorky:

              vsádkový spôsob - ionex sa jednorázovo zmieša s roztokom vzorky

                                           -  po naviazaní látok  sa ionex odfiltruje

                                           -  ionex sa zmieša s roztokom, ktorý uvoľní látky z väzby

                                              na ionex

              kolónový spôsob - ionexom sa naplní chromatografická  kolóna

                                          - vzorka sa aplikuje na povrch ionexu

                                          - kolóna sa premyje elučným roztokom (nezachytené látky)

                                          - uvoľnenie naviazanej látky zmenou pH elučného roztoku

                                          alebo prídavkom soli napr. 0-1M NaCl do elučného roztoku         

                                      alebo  zmenou teploty (zvyšovaním teploty klesá pevnosť väzby)

Detekcia eluátu:  ako pri gélovej chromatografii

 Cyklovanie ionexov: nastavenie živicových ionexu do pracovného cyklu = nastavenie ionexu na iný vymeniteľný ión, úprava konformačnej štruktúry a prečistenie.

Napr. prepieranie ionexov v 1-2M HCl a 1-2M NaOH,  medzi jednotlivými roztokmi sa ionex premýva vodou do neutrálneho pH. Po poslednom cykle sa katex nastaví  do H⁺ alebo Na⁺- cyklu a anex do OH^- alebo Cl^-- cyklu a stabilizuje sa v tlmivom roztoku.

Gélové ionexy netreba cyklovať, pred použitím ich treba premyť vodou a ekvilibrovať tlmivým roztokom.

Aplikácie:

- izolácia čistých látok, napr. izolácia čistej bielkoviny zo zmesi bielkovín s rovnakou

  veľkosťou molekúl

- príprava veľmi čistej, tzv. deionizovanej vody (destilovaná voda prechádza cez

   živicový katex a následne cez živicový anex, ktoré sú v H⁺ a OH^- cykloch)

Špeciálne ionexy:

·        ionexy s chelatotvornými vlastnosťami (viažu ťažké kovy)

·        ionexy redoxné (obsahujú napr. oxidačno-redukčný systém Fe²⁺/Fe³⁺ , ktorým sa

      z roztokov odstraňuje voľný kyslík)

·        selektívne ionexy ( obsahujú ión vymeniteľný len za jeden, presne určený ión)