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Ionenausschluss/-austausch

Ionen– und Ionenaustauschchromatographie

Ionen– und Ionenaustauschchromatographie

Die Ionenaustausch– bzw. Ionenchromatographie dient der Trennung und Analyse von geladenen bzw. ionisierbaren Molekülen. Dabei werden stationäre Phasen verwendet, die an der Oberfläche ionische Gruppen tragen. Diese sind nach außen hin durch bewegliche Gegenionen der mobilen Phase neutralisiert.

Werden Analytmoleküle auf die Säule aufgegeben, so konkurrieren diese sowohl untereinander als auch mit den vorhandenen Gegenionen der mobilen Phase um einen Platz an der Oberfläche der stationären Phase. Stärker geladene Analytmoleküle werden in der Regel auch stärker retadiert als solche, die nur schwache Ladungen aufweisen oder neutral sind.

Eine Elutionsreihenfolge ist jedoch hier oft schwer vorhersagbar, weil die Elution bzw. Retention von Molekülen von vielen Parametern abhängig ist. Wichtige Größen sind dabei unter Anderem der Typ des  verwendeten Ionentauschers, der pH-Wert, die Ionenstärke und die Art des Gegenions der mobilen Phase, sowie die elektronischen Eigenschaften der Analyten.

Im Allgemeinen gibt es zwei verschiedene Typen von Ionenaustauschern: Anionen– und Kationenaustauscher. Diese können jeweils weiter unterteilt werden in starke und schwache Anionenaustauscher  bzw. starke und schwache Kationenaustauscher, die in der Literatur folgendermaßen abgekürzt werden:

  • SAX               starker Anionaustauscher (Strong Anion Exchanger)
  • WAX              schwacher Anionaustauscher (Weak Anion Exchanger)
  • SCX               starker Kationaustauscher (Strong Cation Exchanger)
  • WCX              schwacher Kationaustauscher (Weak Cation Exchanger)

 

Anionenaustauscher tragen auf der Oberfläche positive Ladungen, z. B. quarternäre oder primäre Ammoniumgruppen, um Anionen zu binden. Kationenaustauscher tragen demnach negative Ladungen an der Oberfläche, z. B. Sulfonate oder Carboxylate, um Kationen zu binden (Beispiele siehe Abbildung).

Die Ionenchromatographie ist eine spezielle Technik der Ionenaustauschchromatographie, mit der insbesondere anorganische Ionen und organische Säuren analysiert werden. Die Kapazität des Ionenaustauscherharzes ist dabei relativ klein. Typische Anwendungen sind z. B. die Analyse von Anionen in Trinkwasser oder die Analyse von organischen Säuren in Getränken.

Die Ionenausschlusschromatographie ist eine chromatographische Trennmethode, bei der als stationäre Phase häufig vollständig sulfonierte Kationaustauscher verwendet werden. Durch niedrig konzentrierte, wässrig starke Säuren als mobile Phase bildet sich um die Sulfonsäuregruppen eine Hydrathülle aus. Begrenzt wird diese durch eine (gedachte) partiell negativ geladene Membran, die in der Literatur auch als Donnan-Membran bezeichnet wird. Die stationäre Phase ist somit nur für ungeladene, nicht dissoziierte Moleküle wie z.B. Wasser zugänglich. Analyten mit stark sauren Charakter werden ausgeschlossen, da diese unter den Bedingungen der mobilen Phase immer noch z.T. deprotoniert vorliegen und somit von der Donnan-Membran abgestoßen werden. Ausgeschlossene Ionen können nicht in das Porensystem der stationären Phase eindringen und werden als erstes eluiert. Schwache Säuren dagegen liegen im Laufmittel protoniert vor, d.h. sie sind ungeladen. Somit können diese die Donnan-Membran passieren und gehen an die Oberfläche der stationären Phase, wo sie getrennt werden. Anwendung ist hierbei meist die Analytik von Zuckern, organischen Säuren und Alkoholen.


Hersteller von Säulen für die Ionenaustausch–, Ionen– und Ionenausschlusschromatographie

Hersteller von Säulen für die Ionenaustausch–, Ionen– und Ionenausschlusschromatographie

1. Säulen für die Ionenaustauschchromatographie
1. Säulen für die Ionenaustauschchromatographie

...bieten mittlerweile sehr viele Hersteller an, weswegen im Folgendem nur eine Auswahl an Herstellern und Säulen aufgeführt ist.

1.1 ThermoScientific™- Dionex™ ist einer der führenden Hersteller im gesamten Bereich der Ionen–(austausch–, ausschluss) chromatographie.
Produktlinien: • IonPac • ProPac • ProSwift • CarboPac • AminoPac 

1.2 GL-Sciences™
Produktlinien:
• Inertsil® AX • Inertsil® CX • Inertsil® NH2 • InertSustain® NH2

1.3 Shodex™
Produktlinien:
• IEC QA-825 • IEC DEAE-825 • IEC DEAE3N • PIKESS DEAE-2B • Asahipak ES-502N • AXpak WA-624 • IEC SP-825 • IEC SP-420N • PIKESS SP-2B • IEC CM-825 • Asahipak ES-502C • CXpak P-421S

1.4 Supelco™
Produktlinien:
• Discovery® Bio PolyMA-WAX • Discovery® Bio PolyMA-SCX

1.5 Sepax™
Produktlinien:
• Proteomix • Antibodix • Glycomix

1.6 Tosoh Bioscience™...
...ist Hersteller einer Vielzahl von Säulen für die Ionenaustauschchromatographie.

1.7 Separation Methods Technologies™
Produktlinien:
• SMT SAX • SMT WAX • SMT DEAE • SMT SCX • SMT WCX

1.7 Macherey-Nagel™
Produktlinien:
• Nucleogen • Nucleogel SAX • Nucleogel SCX


2. Säulen für die Ionenchromatographie...
2. Säulen für die Ionenchromatographie...

...bieten unter Anderem folgende Hersteller an.:

2.1 ThermoScientific™ - Dionex™ (siehe Abschnitt 1.1)

2.2 Shodex™
Produktlinien: • IC NI-424 • IC I-524A • IC SI • IC YS-50 • IC YK-421 • IC Y-521 • IC T-521

 

2.3 Hichrom™
Produktlinien: • Alltech® IC-columns

2.4 Concise Separations
Produktlinien: • ICSep

 


3. Säulen speziell für die Ionenausschlusschromatographie...
3. Säulen speziell für die Ionenausschlusschromatographie...

...bieten unter Anderem folgende Hersteller an.:

3.1 Shodex™
Produktlinien:
• SUGAR SH • RSpak KC-811

3.3 Sepax
Produktlinien: • Carbomix H

3.4 Waters™
Produktlinien:
• IC-Pak Ion-Exclusion

Über MZ-Analysentechnik GmbH erhalten Sie Zugriff auf eine Vielzahl von Säulen für die Ionenaustausch–, Ionen– und Ionenausschlusschromatographie. Gerne erstellen wir Ihnen ein individuelles Angebot zu Ihrer Fragestellung, sodass Sie Preise und Lieferzeiten der einzelnen Hersteller vergleichen können. Haben Sie Fragen oder wünschen Sie Beratung? Kontaktieren Sie uns! Wir helfen Ihnen gern! 

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