İyon Kromatografisi (IC) Nedir?
İyon Kromatografisi, reçine (sabit faz) ve eluent (hareketli faz) ile etkileşimlerine dayalı olarak iyonları ayırmak için bir yöntemdir. Bu fazlar, anyonları çeken bir anyon sütunu ile katyonları çeken bir katyon sütunu arasında farklılık gösterir. Her sütun, yalnızca çektiği belirli iyon tipinin iletkenliğini ölçebilir. İyonlar, spesifik reçineye olan afinitelerine bağlı olarak iyon kromatografının kolonları boyunca farklı hızlarda hareket edecek ve iyon yükü ve boyutundaki farklılıklara bağlı olarak birbirlerinden ayrılacaktır. Eluent kolondan geçerken , reçine için daha zayıf afiniteye sahip iyonlar kolonda daha hızlı hareket edecek ve ilk önce ayrıştırılacaktır, kolon için daha güçlü afiniteye sahip iyonlar kolonda daha yavaş hareket edecektir.
Kolondan çıktıktan sonra iyonlar bir elektriksel iletkenlik detektörü ile ölçülür. Bu dedektör, iletkenliği zamana karşı gösteren bir kromatogram üretir. Her iyon, bu grafikte yüksekliği enjekte edilen çözeltideki nispi iyon konsantrasyonuna bağlı olan bir tepe üretir. Bu ölçümler daha sonra bilinmeyen bir numunedeki analit konsantrasyonlarını belirlemek için kullanılabilir. Mobil fazdaki iyonların neden olduğu olası girişimle mücadele etmek için, iletkenlik ölçümünden önce istenmeyen elektroliti uzaklaştırmak için bir baskılayıcı kullanılabilir. Çözelti baskılayıcıdan geçerken, eluentteki iyonlar iyonik olmayan bir türle değiştirilir. Alternatif olarak, eluent yeterince seyreltilmişse veya düşük iletkenliğe sahipse, bir baskılayıcı kullanılması gerekli değildir.
İyon kromatografisi , farmasötik analitik kimyagerin temel bir aracı haline geldi. Tekniğin yüksek hassasiyeti, modern yüksek kapasiteli sabit fazlar ile mümkün kılınan geniş dinamik çalışma aralığı ile birleştiğinde, onu farmasötik uygulamalarda iyonların analizi için ideal hale getirir. Gradyanlar ve bastırılmış iletkenlik tespiti kombinasyonu, güçlü bir tarama sağlar. Bu sistem karşı iyonların , katkı maddelerinin ve imalat yan ürünlerinin analizi için bir temel sağlayan, ilaç maddelerindeki ve farmasötik formülasyonlardaki iyonların analizi için bir araçtır.
İyon kromatografisi bugün bildiğimiz şekliyle Small, Stevens ve Bauman’ın öncü çalışmalarıyla başladı. Şu anda son derece geniş bir analit çeşitliliğini kapsayan bir dizi cephede genişletildi ve durağan faz tasarımı, kromatografik performans, algılama hassasiyeti, baskılayıcı tasarımı ve elektrolitik eluent üretiminde önemli gelişmeler geçirdi ve son halini aldı. İyon kromatografisi günümüzde halen gelişimini sürdürmekte. Ancak tüm bu gelişmelerle birlikte, iyon kromatografisi , başka bir isimle basitçe iyon değiştirme kromatografisinden çok daha fazlası olmaya devam ediyor .
İyon değiştirme kromatografisi, iyon kromatografisinin ortaya çıkmasından çok önce HPLC’de yaygın olarak kullanılmıştır . Ve şimdi bile, iyon kromatografisinin, iyon analizi odaklı bir HPLC cihazı için bir niş oluşturmaya yönelik bir pazarlama taktiği olduğu perspektifini benimseyenler var. Ancak gerçek şu ki, iyon analizi geleneksel bir HPLC üzerinde kesinlikle gerçekleştirilebilirken, optimum performans ve güvenilirlik, nihayetinde temel enstrümantasyon farklılıklarına neden olan özel tasarım hususlarını zorunlu kılar. Örneğin, paslanmaz çeliğin alkali çözeltiler tarafından kolayca korozyona uğramadığı iyi bilinmektedir, bu nedenle karbonat-bikarbonat tamponlu eluent kullanan anyon analizini önermek caziptir. Sistemler, standart paslanmaz çelik HPLC enstrümantasyonuyla kullanıma kolayca uygun olmalıdır. Ama aslında, pasifleştirilmiş paslanmaz çelik bileşenlerin yüzeyindeki koruyucu oksit film, asidik ve alkali çözeltiler arasındaki tekrarlanan döngüler tarafından saldırıya uğrar, sonuçta pasivasyon tabakasını ortadan kaldırır ve paslanmaz çeliği oyuk korozyonuna duyarlı hale getirir . Sonuç olarak, hem asidik hem de bazik eluent sistemleriyle kullanıma uygun özel enstrümantasyon, tüm ıslak yüzeyler PEEK, KelF, vb. gibi inert malzemelerden oluştuğunda çok daha güvenilir bir şekilde çalışır. Bu nedenle iyon kromatografisi, HPLC’nin bir alt disiplini haline geldi.
Su kimyası analizi için iyon kromatografisi kullanılır. İyon kromatografları, florür, klorür, nitrat, nitrit ve sülfat gibi ana anyonların yanı sıra lityum, sodyum, amonyum, potasyum, kalsiyum ve magnezyum gibi ana katyonların konsantrasyonlarını milyarda parça olarak ölçebilir. (ppb) aralığı. Organik asitlerin konsantrasyonları iyon kromatografisi ile de ölçülebilir.
İyon Kromatografisi Nasıl Çalışır?
Bir sıvı kromatografi biçimi olan iyon kromatografisi, iyonik türlerin konsantrasyonlarını bir reçine ile etkileşimlerine göre ayırarak ölçer. İyonik türler, tür türüne ve boyutuna bağlı olarak farklı şekilde ayrılır. Örnek çözeltiler, iyonların kolon bileşenleri tarafından emildiği basınçlı bir kromatografik kolondan geçer. Eluent olarak bilinen bir iyon ekstraksiyon sıvısı kolondan geçerken, emilen iyonlar kolondan ayrılmaya başlar. Farklı türlerin alıkonma süresi, numunedeki iyonik konsantrasyonları belirler.
Uygulamalar
İyon kromatografisinin bazı tipik uygulamaları şunları içerir:
- Kirlilik ve diğer bileşenler için içme suyu analizi
- Sucul ekosistemlerde su kimyalarının belirlenmesi
- Gıdalarda şeker ve tuz içeriğinin belirlenmesi
- Seçilmiş proteinlerin izolasyonu
Nasıl Yapılır – Numune Toplama ve Hazırlama
Sıvı Numuneler:
Sıvı numuneler, numune çalıştırılmadan önce tortu ve diğer partikül maddeleri uzaklaştırmak ve mikrobiyal değişiklik potansiyelini sınırlamak için bir iyon kromatografı ile değerlendirmeden önce filtrelenmelidir. Sulu numuneler steril bir şırınga veya şişe kullanılarak numune suyuyla üç kez durulanmalı ve ardından 0,45um (veya daha küçük) filtrelerden süzülmelidir. Toplama şişesi de aynı şekilde, ağzına kadar numune filtratı ile doldurulmadan önce filtrat ile üç kez durulanmalıdır. Numuneler işlenene kadar soğukta saklanmalıdır. Analiz için gereken minimum numune, maksimum limit olmaksızın yaklaşık 5 mL’dir.
Katı numuneler ve Organik Sıvılar
Katı numuneler, numune yüzeyinden iyonları uzaklaştırmak için su veya asit (katyonlar) ile ekstrakte edilebilir. Sıvı numuneler de filtrelenmeli ve analiz yapılıncaya kadar soğuk saklanmalıdır. Katı bir numune için gereken minimum numune, katılar için maksimum limit olmaksızın yaklaşık 2-3 cm2’dir .
