Ионообменная хроматография, разделение по заряду

При ионообменной хроматографии распределение происходит в результате ионного обмена (см. 8.5) между неподвижным ионитом и перемещающимся относительно него раствором разделяемых веществ. Последние должны иметь заряд. В качестве примера можно привести разделение аминокислот на катионитах. Такое разделение широко используется в биохимии, когда необходимо определить, из каких аминокислот состоит какой-либо белок и в каком отношении находятся в нем эти аминокислоты. Кипячением с соляной кислотой белок разрушается до аминокислот, и полученная смесь наносится на катионит. Устанавливается ионообменное равновесие [c.339]

При разделении нуклеиновых кислот используют те же методы, что и при фракционировании белков, однако имеются ограничения, обусловленные большим диапазоном величин молекулярной массы (2-10 —Ы0 ° Да), отклонениями от глобулярной формы, различиями в четвертичной структуре (двухнитевые, однонитевые, кольцевые), значительным отрицательным зарядом в нейтральной области pH. Поэтому методы гель-фильтрации и ионообменной хроматографии не получили широкого распространения при фракционировании нуклеиновых кислот и значительно уступают ультрацентрифугированию и электрофоретическому разделению в геле агарозы, полиакриламидном геле или их смеси. Поскольку величина отрицательного заряда нуклеиновых кислот и продуктов их расщепления мало зависит от pH, а отношение заряда к молекулярной массе сохраняется практически неизменным, разделение нуклеиновых кислот при электрофорезе определяется не их зарядом, а размером молекул. При наличии маркеров с известной молекулярной массой возможно определение молекулярной массы препаратов нуклеиновых кислот и их фрагментов. [c.171]

В ионообменной хроматографии на степень удерживания влияют три фактора степень ионизации кислот и оснований, заряд ионизированной молекулы и способность вещества из водной подвижной фазы, используемой в ионообменной хроматографии, мигрировать в органическую фазу. Последнее зависит от молекулярной массы соединения и его гидрофобности. Следовательно, более сильные кислоты или основания сильнее удерживаются при анионообменном или катионообменном разделении. При снижении рКа отдельной кислоты, входящей в образец, удерживание возрастает при разделении ряда кислот за счет анионного обмена, а при увеличении рКа увеличивается удерживание оснований при их разделении за счет катионного обмена. [c.170]

Для ионогенных соединений существуют и другие варианты выбора хроматографической системы. Во-первых, это ионообменная хроматография на материалах, которые по химизму взаимодействия повторяют классические иониты. Недостатком такого режима является сравнительно невысокая эффективность разделения. Подвижная фаза, как правило, представляет собой буферный раствор. Его pH и ионная сила подбираются таким образом, чтобы обеспечить желаемые значения констант сорбции. Другой режим разделения ионогенных соединений — так называемая ион-парная хроматография. Методически суть, ее сводится к тому, что в обычную обращенно-фазовую систему добавляют гидрофобные ионы, имеющие заряд, противоположный по знаку заряду разделяемых ионов. Этот прием позволяет по- оТучить пики ионогенных соединений почти идеальной формы, что редко достигается при обычной обращенно-фазовой или / ионообменной хроматографии соединений данной группы. [c.35]

Для ионообменной хроматографии характерны два общих подхода при выборе условий разделения. В простейшем случае рассматриваются различия в прочности сорбции ионов, определяемых величиной заряда и их радиусом в соответствии с рядами селективности (см. п. 3.2.2). Для последовательного элюирования по этому механизму в элюентном режиме в качестве элюента выбирается рас- [c.202]

Кроме перечисленных областей применения ионообменные полимеры широко используются в ионообменной хроматографии, основанной на различии в заряде, объеме и степени гидратации разделяемых ионов, и аналитической химии, для выделения драгоценных металлов, в качестве катализаторов [19], для извлечения алкалоидов из весьма разбавленных растворов, разделения рацематов, выделения н очистки витаминов и антибиотиков и т. д. В медицине иониты служат для удаления из крови ионов кальция, [c.592]

Особенно успешное применение ионообменная хроматография нашла для разделения ионов металлов, присутствующих в анализируемом растворе в соизмеримых количествах. Для достижения эффективного разделения и хорошей избирательности используют различные принципы. В некоторых случаях эффективного разделения можно достичь, если разделяемые ионы отличаются по заряду и, следовательно, по склонности к поглощению ионитом. Таковым является, например, разделение и Mg + на катионите при использовании 0,7 М раствора НС1 в качестве элюента (рис. Х1И. 5). [c.419]

Разделение ионов редкоземельных элементов. Очень часто фактор разделения близок к единице, и разделение с помощью ионообменной хроматографии, по-видимому, становится неэффективным или вовсе неосуществимым. В таких случаях часто возможно достичь разделения, вводя такой реагент, который связывает в комплекс один или оба микрокомпонента в водном растворе. Поскольку константы образования комплексов катионов со сходными свойствами (даже имеющих равные заряды) могут значительно отличаться, то это может привести к изменению относительных концентраций в растворе двух сорбируемых катионов, не связанных в комплекс, и относительного сродства каждого иона к фазе смолы. [c.593]

Классическим примером использования такого подхода является успешное разделение ионов редкоземельных элементов (лантаноидов). До того времени, как эти элементы впервые были разделены ионообменной хроматографией, единственный применимый метод разделения и очистки редкоземельных элементов заключался в утомительном дробном осаждении их, проводимом десятки и даже сотни раз. Хотя предполагалось, что метод осаждения дает чистые соединения редкоземельных элементов, тщательное исследование этих осадков современными физическими аналитическими методами часто показывало, что на самом деле они оказывались относительно загрязненными. Если раствор, содержащий ионы редкоземельных элементов Ьа +, Се - ", ЕиЗ+, Од +, ТЬ +, Ег +, Тт - -, или вводят в ионообменную колонку, все они сначала сорбируются на фазе смолы. Коэффициенты селективности катионов редкоземельных элементов очень близки, так как все они имеют равные заряды (-ЬЗ) и почти одинаковые ионные (сольватированные) радиусы. Поэтому разделить эти катионы элюированием с колонки раствором обычной соли, такой как хлорид натрия или аммония, невозможно. Вместе с тем, если в элюент добавить цитраты, то эти ионы довольно четко разделяются цитрат образует с каждым катионом комплексы различной прочности, так что редкоземельные элементы можно элюировать по одному с колонки и собирать в различные приемники. Однако разделение все еще представляет определенную трудность, так как для полного элюирования ионов может потребоваться около 100 ч. [c.593]

Ионообменная хроматография может быть применена для разделения веществ, обладающих различными суммарными зарядами ионизированных групп в условиях разделения (при данной величине pH и солевой концентрации). [c.15]

Другим общепринятым методом разделения оснований является ионообменная хроматография. Большинство оснований содержит по крайней мере один заместитель, способный к ионизации, в результате чего молекулы приобретают положительный или отрицательный заряд (табл. 37.5). Вследствие этого возможно использование как катионитов, так и анионитов. Хорошим примером разделения оснований является хроматография на катионите дауэкс 50 (№) в 2 н. соляной кислоте [33]. При этом основания элюируются в следующем порядке урацил, цитозин, гуанин, аденин. Аналогичным образом, но при элюировании в линейном градиенте соляной кислоты (1—4 М) выделяли метилированные основания (в основном метилированные производные гуанина) из полных гидролизатов РНК хлорной кислотой [63]. Также на катионите анализировали основания, отщепленные от полирибонуклеотидов в ходе ступенчатой деградации полинуклеотидной цепи периодатным окислением [53]. [c.44]

Вторая часть дает общую характеристику методов простого ионообменного разделения и методов ионообменной хроматографии. В главах по ионообменной хроматографии приведены типичные случаи разделений, основанных на изменении знака заряда ионов в результате селективного образования комплексов Обобщен опыт, накопленный автором и другими исследователями. [c.15]

Еще одним эффективным методом разделения белков является ионообменная хроматография, основанная большей частью на различиях в плотности и знаке заряда белков при данном значении pH. Таким образом, метод ионообменной хроматографии можно применять для разделения не только аминокислот (разд. 5.18) и пептидов (разд. 5.21), но и белков. [c.146]

Отношение f/ o иногда называют величиной заряда молекулы и широко используют для предварительной оценки хроматографической или электрофоретической подвижности вещества. Естественно, что и при ионообменной хроматографии, и при электрофорезе для максимального разделения различных мономеров необходимо использовать такие значения pH, при которых различие зарядов ка молекулах максимально. Знание значений рК а в условиях эксперимента может существенно облегчить задачу подбора оптимальных условий разделения. [c.195]

Представим себе аналитика, столкнувшегося с необходимостью разделения смеси двух ионов одинакового заряда (например, катионов) методом элютивной ионообменной хроматографии. Предположим, что в литературе отсутствуют сведения, характеризующие заданную систему. Если не исходить-из теоретических представлений, то аналитик будет вынужден работать наугад, проводя огромное число опытов. [c.122]

Хорошие результаты были получены при разделении смеси монотонных олигонуклеотидов ионообменной хроматографией [36] (рис. 20). Однако при переходе к смеси олигонуклеотидов сложного состава обычные методы оказались малопригодными. По мере увеличения молекулярного веса различия в свойствах олигонуклеотидов (адсорбционное взаимодействие и разница суммарных зарядов) быстро сглаживаются. Существенным становится вклад зарядов нуклеиновых оснований в суммарный заряд олигомера адсорбционное взаимодействие увеличивается, что влечет появление более строгих критериев для выбора ионита и элюирующей системы. [c.332]

Рис. 3.22, в иллюстрирует правильность уравнения (3.84) для разделения в условиях ионообменной хроматографии некоторых неорганических анионов. Роль противоионов в этом случае выполняли одно- и двухзарядные фталат-ионы. При выбранном значении pH 5,3 средний заряд фталат-ионов был равен 1,52. Согласно уравнению (3.84), в рассматриваемом примере наклоны прямых, полученных для однозарядных разделяемых ионов, составляют примерно 0,66 и примерно 1,3 для двухзарядных ионов. Эти величины достаточно хорошо соответствуют наблюдаемым на рис. 3.22 [68]. [c.110]

Из уравнения (3.84) и рис. 3.22 (а — в) следует, что в условиях ионообменной хроматографии концентрация противоионов является основным параметром, который можно использовать для изменения удерживания, получая тем самым оптимальные значения коэффициента емкости. Изменения концентрации противоионов в значительной степени влияют на селективность разделения только компонентов с различной величиной заряда. [c.110]

В ионообменной хроматографии разделение компонентов смеси достигается за счет обратимого взаимодействия ионизирующихся веществ с ионными группами сорбента. Сохранение электронейтральности сорбента обеспечивается наличием способных к ионному обмену противоионов, расположенных в непосредственной близости к поверхности. Ион введенного образца, взаимодействуя с фиксированным зарядом сорбента, обменивается с противоионом. Вещества, имеющие разное сродство к фиксированным зарядом, разделяются на анионитах или на катионитах. Аниониты имеют на поверхности положительно заряженные группы и сорбируют из подвижной фазы анионы. Катиониты соответственно содержат группы с отрицательным зарядом, взаимодействующие с катионами. [c.31]

В тех случаях, когда это возможно, первая стадия включает солюбилизацию в водном илн апротонном растворителе, например в этиленгликоле или диметилсульфоксиде эту операцию необходимо проводить с осторожностью, чтобы быть уверенным, что в условиях данного метода и при применении выбранного растворителя макромолекулы не модифицируются и не разрушаются. Лоэтому на данной стадии нельзя применять кислоты, основания или ферменты. Низкомолекулярные примеси легко удаляются диализом (разделение по размеру молекул), ионообменной хроматографией (разделение по заряду молекул) или гель-фильтрацией (разделение по размеру молекул) (см. разд. 26.3.2.6). Последние два метода широко применяются также для отделения макромолекулярных примесей. Макромолекулы выделяют из раствора [c.216]

Ионообменная хроматография основана на явлении обмена ионов между набухщим ионитом и раствором. Ионообменное разделение смеси ионов определяется различием их зарядов, а также ионной силой раствора. Внутри зерен ионита разделение зависит еще от скорости диффузии ионов, которая определяется плотностью ионита (частотой сщивок). [c.359]

В щелочной среде такой расчлененной для всех оснований градации зарядов, очевидно, создать нельзя, поэтому для разделения нуклеиновых оснований методом ионообменной хроматографии целесообразно использовать мелкопористые катионообменники и вестж элюцию в кислой среде. [c.317]

Степень прочности сорбции и десорбции на смоле разных аминокислот, определяемая главным образом величинами зарядов молекул, различна. Наиболее прочно на смоле сорбируются диаминокислоты и наименее прочно — дикарбоновые аминокислоты. Разделение аминокислот при ионообменной хроматографии происходит при десорбции их со смолы элюирующими буферными растворами, отличающимися от исходного буферного раствора большими величинами pH и (или) ионной силы. Обычно для элюции кислых и нейтральных аминокислот используют Ыа-цитратные буферные растворы с pH 3,25 и 4,25. Для десорбции со смолы наиболее прочно связанных (основных) аминокислот используют более щелочной Ыа-цитратный буферный раствор со значением pH 5,28 и более высокой ионной силой (0,35 М). [c.133]

Для исследования спектра И. используют ионообменную хроматографию, гель-фильтрацию, электрофорез и изоэлектрофокусирование, а также иммунохим. методы с использованием антител. Наиб, широко используется диск-электрофорез в полиакриламидном геле. Однако применение только этого метода для поиска И. недостаточно, т. к. он не позволяет выявить генетически разл. формы ферментов, не различающиеся по заряду. В связи с этим для более полной характеристики спектра И. необходимо применять иммунохим. аиализ и сравнивать спектры И. мутантов. При выявлении И. необходимо избегать условий выделения, при к-рых возможно возникновение артефактных форм. Так, для предотвращения частичного протеолиза в процессе выделения и хранения работу часто проводят в присут. ингибиторов протеаз. При разделении мембранных ферментов необходимо максимально снижать концентрацию детергента, что позволяет избежать появления новых форм в результате образования мицелл с разным содержанием искомого мембранного фермента. Процедура выделения И. должна быть максимально сокращена по времени. [c.202]

Другой режим разделения ионогенных соединений - ион-парная хроматография. Методически суть сс сводится к тому, что в обычную обращснно-фазовую систему добавляют гидрофобные иопы, именнцие заряд, противоположный по знаку зараду разделяемых ионов. Этот прием позволяет получить пики ионогенных соединений почти идеальной формы, что редко достигается при обычной ОФХ или ионообменной хроматографии соединений данной группы. Наконец, третий наиболее перспективный мсгод разделения ионогенных соединений - капиллярный электрофорез. [c.236]

Другими важными методами разделения и очистки белков являются злектрофо-рез и ионообменная хроматография. Оба метода основаны на различных свойствах частиц, несущих неодинаковый заряд. Величина и знак заряда для каждого белка характеризуются числом ионизируемых боковых групп аминокислотных остатков и, как в случае аминокислот (разд. 1.4.2), могут быть установлены из кривой титрования. Выше ИЭТ находится зона pH с отрицательным, а ниже. ИЭТ — зона pH с избыточным положительным зарядом молекулы. [c.350]

Тонкослойная хроматография АК на тонком слое катионообменни-ка, позволяет разделить АК в буфере pH 3,3 по величине заряда АК. В этом случае принцип разделения - ионообменная хроматография (ИОХ). Разделение АК методом ИОХ осуществляют на колонках, а анализ смеси АК проводят в специальных приборах - анализаторах АК. [c.18]

Эта техника имеет преимущества перед распределительной и адсорбционной хроматографией, когда она используется для фракционирования больших количеств материала, растворенного в воде. Очевидно, что основное использование ионообменной хроматографии состоит в выделении и фракционировании полинуклеотидов и нуклеотидов, но величины рКа гетероциклических оснований таковы, что в интервале pH 4—10 некоторые нуклеозиды могут нести по меньшей мере частичный заряд и, следовательно, могут быть разделены этим методом. Для ионообменника используют два основных типа подложки либо полистирол, либо целлюлозу, и оба типа широко использовались для разделения нуклеозидов. В ероятно, наиболее широко используется метод. [c.73]

Ионообменная хроматография удобна для отделения кислых полисахаридов от нейтральных. Принцип разделения основан на наличии в полисахаридах группировок, способных к ионизации и обусловливающих заряд соединения в целом. В качестве носителей (ионитов) применяют синтетические смолы, целлюлозы, дек-стран или агарозу, в которые введены катионные или анионные группы, дпэтил (2-оксниропил) аминоэтилдекстран, амберлит, дау-экс, ДЭАЭ-целлюлозу и др., последнюю — наиболее часто. Кислые полисахариды легко адсорбируются на колонках с ДЭЛЭ-цел-люлозой при pH около 6 и вымываются в зависимости от содер- [c.48]

Результаты разделения методом ионообменной хроматографии в тонких слоях приведены в табл. 113—117 и на рис. 178 и 180. Различный отрицательный заряд нуклеозидмоно-, -ди- и -трифосфатов обеспечивает групповое разделение монофосфаты движутся быстрее дифосфатов, дифосфаты — быст- [c.449]

Маскирующие реагенты часто используют в методах разделения и концентрирования. Применение реактивов с широким диапазоном действия в экстракционных методах, таких, как оксин, дитизон, диэтилдитиокарбамат, неизбежно связано с использованием маскирующих средств, при помощи которых предотвращается экстракция мешающих ионов. Экстракцию Си + диэтилдитиокар-баматом можно провести в присутствии Ni + и РЬ +, которые также экртрагируются реактивом, если предварительно они маскируются при помощи ЭДТА, образующим менее устойчивые комплексы с u2 чем используемый реактив. В ионообменной хроматографии комплексообразование является широко используемым средством для изменения заряда иона, а следовательно, и для создания возможности участия в ионном обмене на ионитах определенного типа. Так, Ре " под действием разбавленной НР превращается в анионный комплекс РеРе , который можно легко отделить от других катионов, таких, как Ад+, Мп +, РЬ " [c.426]

При рассмотрении ионообменной хроматографии ограничились разделением следов катиоиов В и С, имеющих одинаковые 31аряяы, и иашл , что концентрация элюента А не влияет на разделение В и С. Однако в случае, если все три иона — А, В и —имеют разные заряды а+, 6+ и с-Ь соответственно), ионообменное равновесие может быть записано в следующем виде [c.604]

Попытки разделения аминокислот методами распределительной или адсорбционной хроматографии в целом были безуспешными, что, по-видимому, объясняется примерно одинаковой растворимостью и близкими адсорбционными свойствами этих соединений. Наиболее перспективным методом оказалась ионообменная хроматография, где разделение осуществляется в соответствии с зарядом, или, точнее говоря, в соответствии с константами диссоциации разделяемых веществ. Однако успешное развитие ионообменной хроматографии стало возможным лишь после создания синтетических ионитов с любыми заданными свойствами. В целом иониты должны характеризоваться обратимым нонообменом, обладать механической прочностью, быть устойчивыми в химическом отношении. Этим требованиям не вполне удовлетворяют иониты на основе целлюлозных и декст-рановых гелей, поэтому основное внимание было уделено ионитам на основе сшитого полистирола. [c.330]

Природные нуклеозиды разделяют ионообменной хроматографией в условиях, описанных ранее для фракционирования оснований, например на смоле дауэкс 1 в формиатной форме при элюировании формиатом аммония с pH 10,2 [73, 74] или на дауэкс 50 в нуклеозидном анализаторе [52]. Наилучшие результаты получены [75] при разделении нуклеозидов за счет ионной эксклюзии (исключения ионов) на колонке с катионитом аминекс А-6 [75] (рис. 37.7). В случае элюирования боратом натрия или калия (с концентрацией Ю- —Ю- М) при pH 8— 10 соединения, имеющие цыс-диольную группировку, образуют боратный эфир и приобретают вследствие этого дополнительный отрицательный заряд, что создает благоприятные условия для ионообменного разделения. При разделении рибонуклеозидов на сильном анионите (в боратной форме) в градиенте концентрации боратного буферного раствора (pH 9,2) и раствора хлорида натрия (0,01—0,1 М) компоненты смеси элюируются в следующем порядке цитидин, аденозин, уридин, гуанозин [76]. [c.47]

Использование комплексообразования в ионообменной хроматографии позволяет производить разделение весьма близких но свойствам элементов. Достаточно упомянуть о разделении трансурановых элементов вплоть до 102 элемента. Сущность процесса заключается в том, что при продвижении потока жидкости с комплексообразующим веществом сквозь ионит происходит перераспределение ионов между сорбентом и комплексными ионами, не сорбирующимися на ионите. Однако возможен и такой процесс, когда в растворе образуются комплексные ионы того же заряда, что и разделяемые. Тогда все эти ионы одновременно сорбируются на ионите. Как нами было показано [1], комплексные ионы в определенных условиях могут быть сорбированы на ионите и потом вытеснены с него другими ионами. В этом сообщении мы разберем случай элюции на катионите раствором, содержащим вытеснитель и комплексообразователь, который дает положительно заряженные комплексные ионы. В качестве такого элемента мы пользовались Се , который легко идентифицировать по р-излучению дочернего Е =3,8 мЕу). Церий использовался в индикаторных количествах, концентрации же молочной кислоты были велики сравнительно с концентрацией церия и варьировались в интервале 0,2—0,35 N. [c.183]

После полного гидролиза белка производится количественное онределе-ние каждой из аминокислот, присутствующих в гидролизате. Для разделения аминокислот чаще всего применяется метод ионообменной хроматографии. В качестве ионообменника обычно используют сульфополистирольный катионит. Смесь аминокислот вносится в верхнюю часть колонки при pH 3 в этих условиях индивидуальные аминокислоты полонштельно заряжены. Аминокислоты в форме катионов сорбируются на сульфополистирольной смоле (содержащей группы — SOg Na ), замещая часть ионов натрия, и удернги-ваются на материале колонки электростатическими силами. Очевидно, что прочность сорбции аминокислоты возрастает с увеличением ее основности. После внесения смеси начинается элюция аминокислот при постепенном увеличении pH и 1тонной силы буферных растворов, пропускаемых через колонку. В этих условиях положительный заряд на аминокислотах постепенно нейтрализуется и ионные взаимодействия ослабляются. Первыми с колонки снимаются кислые аминокислоты (глутаминовая и аспарагиновая кислота), затем нейтральные и, наконец, основные. С помощью этого метода можно разделять все аминокислоты, обычно встречающиеся в белках, поскольку прочность сорбции аминокислоты смолой зависит как от ионных, так и от неионных взаимодействий. Сульфополистирольный катион адсорбирует аминокислоты достаточно избирательно, так что все нейтральные аминокислоты, которые нельзя разделить с помощью ионного обмена, тем не менее элюируются с колонки в разных фракциях. Индивидуальные аминокислоты, элюируемые с колонки, собираются автоматическим коллектором фракций. Затем их количественно определяют путем измерения интенсивности окраски, возникающей при действии нингидрина. В настоящее время промышленность выпускает несколько типов автоматических амино- [c.57]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология