MONOGRAFIA Praktyczna chromatografia jonowa

Wszystkie fazy stacjonarne mogą być następnie różnicowane, w zależności od rodzaju zastosowań
(chromatografia kationowa lub anionowa), lub struktury grup funkcyjnych.
Materiały wypełnienia oparte na żelu krzemionkowym były pierwotnie wykorzystywane dla chromatografii
jonowej. Chociaż mają one dobre właściwości separacyjne i są wyjątkowo odporne mechanicznie, to ich
niestabilność chemiczna powoduje, że mogą być stosowane tylko w zakresie pH od 2 do 7.
Od około 1980 roku stały się dostępne wymieniacze jonowe, które były oparte na polimerach organicznych
i mogły znaleźć zastosowanie w chromatografii jonowej; były one wytwarzane przez modyfikowanie
dostępnych w handlu żywic adsorbcyjnych. Obecnie zwykle stosowane materiały wypełnień oparte są na
kopolimerach styrenu i diwinylobenzenu (PS-DVB) lub polimerach metakrylanowych (MMA).
Te dwa podstawowe typy kopolimerów różnią się głównie polarnością. Kopolimery styrenu i
diwinylobenzenu (PS-DVB) są całkowicie niepolarne i reprezentują fazy odwrócone (RP), podczas gdy
polimery metakrylanowe (MMA) są względnie polarne. Taka sytuacja jest zaletą w IC, ponieważ bardziej
polarne fazy rozdzielające mają mniejsze tendencje do oddziaływań wtórnych, takich jak adsorpcja.
Największą zaletą organicznych żywic polimerowych jest ich duża stabilność chemiczna w całym zakresie
pH. Po rozwiązaniu początkowych problemów ich wydajność chromatograficzna jest podobna do
wydajności cechującej żele krzemionkowe. Jednakże fazy MMA mogą mieć ograniczoną wytrzymałość
mechaniczną, może to ograniczyć długość używanej kolumny rozdzielającej, lub maksymalną możliwą
szybkość przepływu eluentu.
W chromatografii jonowej stosuje się dwa rodzaje faz stacjonarnych, które różnią się zasadniczo[WEK7]:
wymieniacze jonowe z przystosowaną powierzchnią oraz błonkowe wymieniacze jonowe. W pierwszym
przypadku grupy funkcyjne są położone bezpośrednio na powierzchni polimeru lub w jego porach;
materiały błonkowe mają bardzo małe cząsteczki (także z funkcjonalizowaną powierzchnią), które są
przyłączone do większych cząsteczek centralnych [4]. Wiązanie może być albo mechaniczne, albo wynikać
z oddziaływań hydrofobowych lub elektrostatycznych. Rys. 17 pokazuje rozmieszczenie dwóch typów
materiałów wypełnień, wykorzystując wymieniacze anionowe jako przykład.
cząsteczka
polimeru
materiał wiążący
aminowana cząsteczka
lateksu
cząsteczka
polimeru
Rys. 17. Struktura wymieniaczy anionowych z przyłączonymi do powierzchni grupami funkcyjnymi (a) oraz
typu błonkowego z wiązaniem mechanicznym (b)
Błonkowe materiały wypełnień mają wyższą wydajność chromatografowania, ponieważ ścieżki dyfuzji są
bardzo krótkie, z powodu większej odległości grup funkcyjnych od materiału podstawowego; daje to w
wyniku doskonały transfer masy. Jednakże chemiczna stabilność tych faz rozdzielających jest znacznie
mniejsza, niż faz z materiałów o funkcjonalizowanych powierzchniach.
Praktyczna Chromatografia Jonowa 37