IÓNOVO-VYLUČOVACIA CHROMATOGRAFIA

Vědecké články | 2016 | Chemické listyInstrumentace
HPLC
Zaměření
Výrobce

Význam tématu


Ionovo-vylučovací chromatografie (ICE) představuje specializovaný typ iontové chromatografie, který umožňuje účinnou separaci slabých anorganických a organických kyselin, alkoholů, aldehydů, aminokyselin a cukrů. Díky principu Donnanovy rovnováhy poskytuje ICE alternativu k reverzní fázi, zejména pro analytický výzkum v potravinářství, farmacii, environmentálních a biologických aplikacích.

Cíle a přehled studie / článku


Článek shrnuje teoretické základy separačních mechanismů v ICE na silných i slabých ionexech, popisuje klíčové faktory ovlivňující retenci analytů a systematicky přehledává typy stacionárních a mobilních fází. Cílem je zdůraznit výhody, nevýhody a praktické možnosti využití ICE v různých oblastech analytické chemie.

Použitá instrumentace


Separační systémy vycházejí ze standardních chromatografických kolón na bázi:
  • polystyren-divinylbenzen (PS-DVB) katexů (např. Aminex HPX-87H, Dionex IonPac),
  • silikagélu katalyticky modifikovaného hliníkem nebo zirkóniem (Develosil 30-5, Zr-silica),
  • polymetakrylátů (TSKgel CM-5PW, SP-5PW),
  • PS-DVB katexů s různým stupněm zosieťování (2–12 %) a odlišnými funkčními skupinami (–SO3–, –CH2COO–, –N+(CH3)3).

Mobilní fáze tvoří převážně zředěné roztoky silných minerálních kyselin (sírová, benzoová, fosforečná) s či bez organických modifikátorů (alkoholy, cukry) a pH 1–3.adjustované.

Hlavní výsledky a diskuse


ICE separace probíhá dvěma současnými procesy: elektrostatickým odpuzováním disociovaných forem analytů od nabité ionexové matrice a difúzí analytů do neutrální „stagnantní“ nebo „kvázistagnantní“ vodní vrstvy nad ionexem. Retenční chování je ovlivněno:
  • struktura, velikost a stupeň disociace analytů,
  • pH, složením a iontovou silou mobilní fáze,
  • hydrofobností a funkčním typem ionexu,
  • stupeňm zosieťování polyméru,
  • přítomností organických modifikátorů.

Výsledky ukazují, že:
  • pro alifatické kyseliny (C1–C8) jsou optimální PS-DVB katexy se zředěnou kyselinou sírovou a malým množstvím alkoholu,
  • pro aromatické kyseliny je vhodnější hydrofilní silikagel modifikovaný sulfopropylovými nebo karboxymetylovými skupinami,
  • alkoholy a aldehydy se selektivně separují na silně sulfónovaných katexech,
  • simultánní separace aniontů a kationtů je možná na katexech s karboxylovými funkčními skupinami,
  • vysoká citlivost je dosažena kombinací ICE a hmotnostní spektrometrie v režimu MRM.

Přínosy a praktické využití metody


ICE nabízí:
  • vysokou selektivitu pro slabé elektrolyty, které se reverzní fází špatně retenciují,
  • možnost rychlého rozlišení komplexních matric (vína, džusy, odpadní vody, biologické vzorky),
  • kompatibilitu s UV, konduktometrickou či MS detekcí,
  • řízení retence změnou pH a složení mobilní fáze.

Budoucí trendy a možnosti využití


Rozvoj ICE směřuje k:
  • novým stacionárním fázím s vyšší chemickou stabilitou a širším rozsahem organických modifikátorů,
  • integraci ICE s vysokorychlostními detektory (MS/MS, elektrochemická detekce),
  • kombinovaným módem ion-pair/ion-exclusion pro rozšíření analytického okna,
  • mikro- a kapilární ICE pro online coupling s hmotnostní spektrometrií.

Závěr


Ionovo-vylučovací chromatografie je univerzální technika vhodná především pro separaci slabých elektrolytů v komplexních matricích. Přináší vysokou selektivitu a možnosti optimalizace retence změnou mobilní fáze či stacionární fáze, avšak vyžaduje pečlivou kontrolu pH, iontové síly a složení eluce pro zajištění reprodukovatelného chování.

Reference


  1. Wheaton R. M., Bauman W. C.: Ann. N. Y. Acad. Sci. 57, 159 (1953).
  2. Haddad P. R., Jackson P. E.: Ion Chromatography: Principles and Applications. Elsevier, Amsterdam 1990.
  3. Weiss J.: Handbook of Ion Chromatography. Wiley-VCH, Weinheim 2004.
  4. Ettre L. S.: Nomenclature for chromatography (IUPAC Recommendations). Pure Appl. Chem. 65, 819 (1993).
  5. Lough W. J., Wainer I. W.: High Performance Liquid Chromatography: Fundamental Principles and Practice. Black Academic and Professional, Glasgow 1996.
  6. Pryde A., Gilbert M. T.: Applications of High Performance Liquid Chromatography. Chapman & Hall, London 1979.
  7. Glod B. K., Kemula W.: J. Chromatogr. A 366, 39 (1986).
  8. Cheng C., Tsai H. R., Chang K. C.: J. Chromatogr. A 1119, 188 (2006).
  9. Bhattacharyya L. (ed.): Applications of Ion Chromatography in the Analysis of Pharmaceutical and Biological Products. Wiley, New York 2012.
  10. Tanaka K., Ohta K., Fritz J. S., Lee Y., Shim S.: J. Chromatogr. A 706, 385 (1995).
  11. Novic M., Haddad P. R.: J. Chromatogr. A 1118, 19 (2006).
  12. Bhattacharyya L., Rohrer J. S. (eds.): Ion Chromatography of Biological Products. Wiley, New York 2012.
  13. Ng K. L., Paull B., Haddad P. R., Tanaka K.: J. Chromatogr. A 850, 17 (1999).
  14. Tanaka K., Ohta K., Fritz J. S.: J. Chromatogr. A 770, 211 (1997).
  15. Ohta K., Tanaka K., Haddad P. R.: J. Chromatogr. A 739, 359 (1996).
  16. Fritz J. S.: J. Chromatogr. 546, 111 (1991).
  17. Morris J., Fritz J. S.: Anal. Chem. 66, 2390 (1994).
  18. Harlow G. A., Morman D. H.: Anal. Chem. 36, 2438 (1964).
  19. Ohta K., Ohashi M., Jin J. et al.: J. Chromatogr. A 997, 117 (2003).
  20. Tanaka K., Ohta K., Fritz J. S.: J. Chromatogr. A 739, 317 (1996).
  21. Ohta K., Tanaka K.: J. Chromatogr. A 850, 177 (1999).
  22. Ohta K.: J. Chromatogr. A 920, 181 (2001).
  23. Turkelson V. T., Richard M.: Anal. Chem. 50, 1420 (1978).
  24. Chen Z., Adams M. A.: Anal. Chim. Acta 386, 249 (1999).
  25. Glod B. K., Alexander P. W., Haddad P. R., Chen Z. L.: J. Chromatogr. A 699, 31 (1995).
  26. Lehotay J., Traiter M.: J. Chromatogr. A 91, 261 (1974).
  27. Unger K. K.: Porous Silica. Elsevier, Amsterdam 1979.
  28. Nawrocki J.: J. Chromatogr. 407, 171 (1987).
  29. Ohta K., Tanaka K., Haddad P. R.: J. Chromatogr. A 782, 33 (1997).
  30. Helaleh M. I. H. et al.: J. Chromatogr. A 956, 201 (2002).
  31. Ito K., Takayama Y., Ikedo M.: J. Chromatogr. A 1039, 141 (2004).
  32. Chinnici F., Spinabelli U., Riponi C.: J. Food Compos. Anal. 18, 121 (2005).
  33. Fischer K. et al.: J. Chromatogr. A 706, 361 (1995).
  34. Hicks K. B., Lim P. C., Haas M. J.: J. Chromatogr. A 319, 159 (1985).
  35. Horňák K., Pernthaler J.: J. Chromatogr. A 1365, 115 (2014).
  36. Jupille T. et al.: Am. Lab. 13, 80 (1980).
  37. Spackman D. H., Stein W. H., Moore S.: Anal. Chem. 59, 1190 (1958).
  38. Tanaka K., Fritz J. S.: J. Chromatogr. 361, 151 (1986).
  39. Abe T. et al.: J. Chromatogr. A 920, 173 (2001).
  40. Fan H. et al.: Anal. Sci. 21, 121 (2004).
  41. Fisher K.: Anal. Chim. Acta 465, 157 (2002).
  42. Cher P. et al.: J. Chromatogr. B 673, 153 (1995).
  43. Ohta K.: J. Chromatogr. A 920, 69 (2001).
  44. Mori M. et al.: J. Chromatogr. A 997, 219 (2003).
  45. Xu Q. et al.: Analyst 125, 1453 (2000).
  46. Viidanoja J.: J. Chromatogr. A 1383, 96 (2015).
  47. Ferin R. et al.: Clin. Biochem. 46, 665 (2013).

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

VYUŽITIE CHROMATOGRAFICKÝCH METÓD NA CHARAKTERIZÁCIU PRODUKTOV STARNUTIA CELULÓZOVÝCH MATERIÁLOV
POLYMÉRY S ODTLAČKAMI MOLEKÚL AKO CHIRÁLNE STACIONÁRNE FÁZY V HPLC
ROZLÍŠENIE IZOMÉRNYCH ZLÚČENÍN POMOCOU VÁKUOVÉHO UV DETEKTORA
VÝVOJ METÓDY IZOLÁCIE VYBRANEJ SKUPINY PESTICÍDOV Z PÔDY PRIETOKOVOU EXTRAKCIOU Z TUHEJ VZORKY PRED HPLC ANALÝZOU