O cromatografia de troca iônica é uma técnica analítica que se baseia nos princípios da cromatografia para produzir a separação de espécies iônicas e moleculares que exibem polaridade. Isso se baseia na premissa de quão relacionadas essas substâncias estão em relação a outro chamado trocador iônico..
Nesse sentido, substâncias que possuem carga elétrica são secretadas graças ao deslocamento iônico, no qual uma ou mais espécies iônicas são transferidas de um fluido para um sólido por troca, pelo fato de possuírem cargas iguais..
Essas espécies iônicas se ligam a grupos funcionais localizados na superfície por meio de interações eletrostáticas que facilitam a troca iônica. Além disso, a eficácia da separação de íons depende da rapidez da troca de matéria e do equilíbrio entre as duas fases; ou seja, é baseado nesta transferência.
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Antes de iniciar o processo de cromatografia de troca iônica, alguns fatores de grande relevância devem ser levados em consideração, os quais permitem otimizar a separação e obter melhores resultados..
Esses elementos incluem a quantidade de analito, a massa molar ou peso molecular da amostra e a carga das espécies que constituem o analito..
Esses fatores são essenciais para determinar os parâmetros cromatográficos, como fase estacionária, tamanho da coluna e dimensões dos poros da matriz, entre outros..
Existem dois tipos de cromatografia de troca iônica: uma que envolve deslocamento de cátions e outra que envolve deslocamento de ânions..
Na primeira, a fase móvel (que constitui a amostra a ser separada) possui íons com carga positiva, enquanto a fase estacionária possui íons com carga negativa..
Neste caso, as espécies carregadas positivamente são atraídas para a fase estacionária dependendo de sua força iônica e isso se reflete no tempo de retenção mostrado no cromatograma..
Da mesma forma, na cromatografia envolvendo mudança aniônica, a fase móvel tem íons carregados negativamente, enquanto a fase estacionária tem íons carregados positivamente..
Ou seja, quando a fase estacionária tem carga positiva é utilizada na separação das espécies aniônicas, e quando esta fase é de natureza aniônica é utilizada na segregação das espécies catiônicas presentes na amostra..
No caso de compostos que apresentam carga elétrica e exibem solubilidade em água (como aminoácidos, pequenos nucleotídeos, peptídeos e proteínas grandes), estes se combinam com fragmentos que apresentam carga oposta, produzindo ligações iônicas com a fase. não solúvel.
Quando a fase estacionária está em equilíbrio, existe um grupo funcional suscetível à ionização, no qual as substâncias de interesse na amostra são segregadas e quantificadas, podendo se combinar enquanto se movem ao longo da coluna..
Posteriormente, as espécies que foram combinadas podem ser eluídas e então coletadas usando uma substância eluente. Esta substância é composta por elementos catiônicos e aniônicos, originando uma maior concentração de íons em toda a coluna ou modificando suas características de pH..
Em resumo, primeiro uma espécie capaz de trocar íons é carregada na superfície de forma positiva com contra-íons, e então ocorre a combinação dos íons que serão secretados. Quando o processo de eluição começa, as espécies iônicas fracamente ligadas sofrem dessorção.
Depois disso, as espécies iônicas com ligações mais fortes também são dessorvidas. Por fim, ocorre a regeneração, na qual é possível que o estado inicial seja reconstituído lavando a coluna com as espécies tamponadas que inicialmente intervêm..
A cromatografia de troca iônica se baseia no fato de que as espécies que manifestam uma carga elétrica presente no analito são segregadas graças às forças de atração do tipo eletrostático, quando se movem através de uma substância resinosa do tipo iônico em condições específicas de temperatura e pH..
Essa segregação é causada pela troca reversível de espécies iônicas entre os íons encontrados na solução e aqueles encontrados na substância resinosa de deslocamento que possui natureza iônica..
Desta forma, o processo utilizado para a segregação dos compostos na amostra está sujeito ao tipo de resina utilizada, seguindo o princípio dos trocadores aniônicos e catiônicos descritos acima..
Uma vez que os íons de interesse estão presos na substância resinosa, é possível que a coluna cromatográfica flua até que o resto das espécies iônicas sejam eluídas..
Posteriormente, as espécies iônicas que ficam presas na resina podem fluir, enquanto são transferidas por uma fase móvel com maior reatividade ao longo da coluna..
Como neste tipo de cromatografia a separação das substâncias é feita por troca iônica, ela possui um grande número de utilizações e aplicações, entre as quais se destacam:
- Separação e purificação de amostras que contêm combinações de compostos de natureza orgânica, constituídas por substâncias como nucleotídeos, carboidratos e proteínas.
- Controle de qualidade no tratamento de água e nos processos de desionização e amaciamento de soluções (utilizados na indústria têxtil), bem como na segregação de magnésio e cálcio.
- Separação e purificação de drogas, enzimas, metabólitos presentes no sangue e na urina e outras substâncias com comportamento alcalino ou ácido, na indústria farmacêutica.
- Desmineralização de soluções e substâncias, onde se deseja obter compostos de alta pureza.
- Isolamento de um composto específico em uma amostra a ser separada, a fim de se obter uma separação preparatória do mesmo para posteriormente ser objeto de outras análises.
Da mesma forma, esse método analítico é amplamente utilizado nas indústrias petroquímica, hidrometalúrgica, farmacêutica, têxtil, de alimentos e bebidas, de semicondutores, entre outras áreas..
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