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Ionenaustauschchromatographie

Die Ionenaustauschchromatographie (IEX) dient der Trennung und Analyse von geladenen bzw. ionisierbaren Molekülen. Es wird zwischen Anionen- und Kationenaustauscher unterschieden, des Weiteren zwischen starken und schwachen Austauschern.

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

Die Ionenaustauschchromatographie wird häufig als Biotrenntechnik für Proteine und Antikörper verwendet. Proteine werden dabei nach ihrer Netto- oder Oberflächenladung getrennt, die abhängig ist von dem pH-Wert und der Ionenstärke der mobilen Phase. Weitere Anwendungsgebiete sind Oligonucleotide, Zucker, RNA- und DNA-Moleküle und weiteres mehr.

Die Ionenchromatographie und die Ionenausschlusschromatographie sind zwei Spezialfälle der Ionenaustauschchromatographie mit eigenen Säulentechnologien für spezifische Anwendungen.

 

Grundlagen der Ionenaustauschchromatographie

Grundlagen der Ionenaustauschchromatographie
Grundlagen der Ionenaustauschchromatographie

Eine Elutionsreihenfolge ist für die Ionenaustauschchromatographie (IEX) 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.

Die Oberfläche der stationären Phasen tragen ionische Gruppen, die nach außen hin durch bewegliche Gegenionen der mobilen Phase neutralisiert werden.

Die Analytmoleküle konkurrieren untereinander und 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.

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).

 

Hersteller und Säulen der Ionenaustauschchromatographie

1. Säulen für die Kationaustauschchromatographie

1. Säulen für die Kationaustauschchromatographie

HerstellerNameBasismaterialModifizierungPorengrößePartikelgrößepH-Bereich
Tosoh BioscienceTSKgel CM-2SWSilica gelCarboxymethyl (Na+)125 Å5 µm2.0–7.5
 TSKgel CM-3SWSilica gelCarboxymethyl (Na+)250 Å10 µm2.0–7.5
 TSKgel SP-2SWSilica gelSulfopropyl (Na+)125 Å5 µm2.0–7.5
 TSKgel CM-5PWPolymethacrylateCarboxymethyl (Na+)1000 Å10 & 13 µm2.0–12.0
 TSKgel SP-5PWPolymethacrylateSulfopropyl (Na+)1000 Å10, 13 & 20 µm2.0–12.0
 TSKgel SP-NPRPolymethacrylateSulfopropyl (Na+)non-porous2.5 µm2.0–12.0
 TSKgel SP-STATPolymethacrylateSulfopropyl (Na+)non-porous7 & 10 µm3.0–10.0
 TSKgel CM-STATPolymethacrylateCarboxymethyl (Na+)non-porous7 & 10 µm3.0–10.0
 TSKgel Bioassist S PEEKPolymethacrylateSulfopropyl (Na+)~1300 Å7 & 13 µm2.0–12.0
 TSKgel SCX (Na+)PS/DVBSulfonic acid (Na+)60 Å5 µm1.0–14.0
 TSKgel SCX (H+)PS/DVBSulfonic acid (H+)60 Å5 µm1.0–14.0
ShodexIEC SP-825PolymethacrylateSulfopropyl5000 Å8 µm2.0–12.0
 IEC SP-2025PolymethacrylateSulfopropyl5000 Å20 µm2.0–12.0
 IEC SP-FT 4APolymethacrylateSulfopropylnon-porous2.7 µm2.0–12.0
 IEC CM-825PolymethacrylateCarboxymethyl5000 Å8 µm2.0–12.0
 IEC CM-2025PolymethacrylateCarboxymethyl5000 Å20 µm2.0–12.0
 Asahipak ES-502C 7CPolymethacrylateCarboxymethyl2000 Å9 µm2.0–12.0
 Asahipak ES-502C 20CPolymethacrylateCarboxymethyl2000 Å13 µm2.0–12.0
 CXpak P-421SPS/DVBSulfonic acid (Na+)N/A6 µm3.0–14.0
 CXpak P-GPS/DVBSulfonic acid (Na+)N/A6 µm3.0–14.0
SepaxProteomix SCXPS/DVB with neutral hydrophilic polymer layerSulfonatenon-porous1.7, 3, 5 & 10 µm2.0–12.0
 Proteomix WCXPS/DVB with neutral hydrophilic polymer layerCarboxylatenon-porous1.7, 3, 5 & 10 µm2.0–12.0
 Antibodix WCXPS/DVB with neutral hydrophilic polymer layerCarboxylatenon-porous1.7, 3, 5 & 10 µm2.0–12.0
GL SciencesInertSil CXSilica GelBenzenesulfonic acid100 Å5 µm2.0–7.5
Macherey-NagelNucleogel SCXPolymethacrylateSulfonate1000 Å8 µm1.0–13.0
Separation Methods TechnologiesSMT SCXSilica GelSulfonic acid100 Å, 300 Å5 & 10 µm2.0–7.5
 SMT WCXSilica GelCarboxylic acid100 Å, 300 Å5 & 10 µm2.0–7.5
SupelcoDiscovery Bio PolyMA-SCXPolymethacrylateSulfopropyl (Na+)1000 Å5 µm1.0–13.0
Thermo ScientificBioBasic SCXSilica GelSulfonic acid300 Å5 µm2.0–7.5
 ProPac SCX-10Ethylvinylbenzene crosslinked with 55% divinylbenzeneSulfonic acidnon-porous10 µm2.0–12.0
 ProPac SCX-20Ethylvinylbenzene crosslinked with 55% divinylbenzeneSulfonic acidnon-porous10 µm2.0–12.0
 ProPac WCX-10Ethylvinylbenzene crosslinked with 55% divinylbenzeneCarboxylic acidnon-porous10 µm2.0–12.0
 ProPac Elite WCXDVB particles with hydrophilic coatingCarboxylic acidnon-porous5 µm2.0–12.0
 ProSwift SCX-1SPolymethacrylateSulfonic acidN/Amonolithic2.0–12.0
 ProSwift WCX-1SPolymethacrylateCarboxylic acidN/Amonolithic2.0–12.0
 MAbPac SCX-10PolydivinylbenzeneSulfonic acidnon-porous3, 5, & 10 µm2.0–12.0

 

2. Säulen für die Anionaustauschchromatographie

2. Säulen für die Anionaustauschchromatographie

HerstellerNameBasismaterialModifizierungPorengrößePartikelgrößepH-Bereich
Tosoh BioscienceTSKgel BioAssist QPolymethacrylatePolyamine (Cl)~4000 Å10 & 13 µm2.0–12.0
 TSKgel SuperQ-5PWPolymethacrylateTrimethyl-amino (Cl)1000 Å10 & 13 µm2.0–12.0
 TSKgel DEAE-5PWPolymethacrylateDiethylaminoethyl (Cl)1000 Å10, 13 & 20 µm2.0–12.0
 TSKgel Q-STATPolymethacrylateTrimethyl-amino (Cl)non-porous7 & 10 µm3.0–10.0
 TSKgel DNA-STATPolymethacrylateTrimethyl-amino (Cl)non-porous5 µm3.0–10.0
 TSKgel DEAE-NPRPolymethacrylateDiethylaminoethyl (Cl)non-porous2.5 µm2.0–12.0
 TSKgel DNA-NPRPolymethacrylateProprietary (ClO4)non-porous2.5 µm2.0–12.0
 TSKgel DEAE-2SWSilica GelDiethylaminoethyl (H2PO4)125 Å5 µm2.0–7.5
 TSKgel DEAE-3SWSilica GelDiethylaminoethyl (Cl)250 Å10 µm2.0–7.5
 TSKgel SUGAR AXIPS/DVBTrimethyl-amino (HBO3)60 Å8 µm1.0–14.0
 TSKgel SUGAR AXGPS/DVBTrimethyl-amino (HBO3)60 Å10 µm1.0–14.0
 TSKgel SAXPS/DVBTrimethyl-amino (Cl)60 Å5 µm1.0–14.0
ShodexIEC QA-825PolymethacrylateQuat. Ammonium5000 Å12 µm2.0–12.0
 IEC QA-2025PolymethacrylateQuat. Ammonium5000 Å20 µm2.0–12.0
 IEC DEAE-825PolymethacrylateDiethylaminoethyl5000 Å8 µm2.0–12.0
 IEC DEAE-2025PolymethacrylateDiethylaminoethyl5000 Å20 µm2.0–12.0
 AXpak WA-624PolymethacrylateDiethylaminoethyl2000 Å10 µm3.0–12.0
 Asahipak ES-502N 7CPolyvinylalcoholDiethylaminoethyl2000 Å9 µm2.0–12.0
 Asahipak ES-502N 20CPolyvinylalcoholDiethylaminoethyl2000 Å13 µm2.0–12.0
SepaxProteomix SAXPS/DVB with neutral hydrophilic polymer layerQuat. Ammoniumnon-porous1.7, 3, 5 & 10 µm2.0–12.0
 Proteomix WAXPS/DVB with neutral hydrophilic polymer layerDiethylaminoethylnon-porous1.7, 3, 5 & 10 µm2.0–12.0
 Glycomix SAXHydrophilic polymerQuat. AmmoniumN/AN/A2.0–12.0
GL SciencesInertSil AXSilica GelDiethylaminopropyl100 Å5 µm2.0–7.5
Macherey-NagelNucleogen DEAESilica GelDiethylaminoethyl60, 500, 4000 Å7 µm2.0–7.5
 Nucleogel SAXQuaternisiertes PEIQuat. Ammonium1000 Å8 µm1.0–13.0
Separation Methods TechnologiesSMT SAXSilica GelQuat. Ammonium100, 300 Å5 & 10 µm2.0–7.5
 SMT WAXSilica GelPolyethyleneimine100, 300 Å5 & 10 µm2.0–7.5
SupelcoDiscovery Bio PolyMA-WAXPolymethacrylateDiethylaminoethyl1000 Å5 µm2.0–11.0
Thermo ScientificHypersil Gold AXSilica GelPolyethyleneimine175 Å1.9, 3 & 5 µm2.0–8.0
 HyperSil Gold SAXSilica GelQuat. Ammonium175 Å1.9, 3 & 5 µm2.0–8.0
 BioBasic AXSilica GelPolyethyleneimine300 Å5 µm2.0–8.0
 ProPac SAX-10Ethylvinylbenzene crosslinked with 55% divinylbenzeneQuat. Ammoniumnon-porous10 µm2.0–12.0
 ProPac WAX-10Ethylvinylbenzene crosslinked with 55% divinylbenzeneTertiary Aminenon-porous10 µm2.0–12.0
 ProSwift SAX-1SPolymethacrylateQuat. AmmoniumN/Amonolithic2.0–12.0
 ProSwift WAX-1SPolymethacrylateDiethylaminoethylN/Amonolithic2.0–12.0
 DNAPac PA100Pellicular polymer beadsQuat. Ammoniumnon-porous13 µm2.0–12.5
 DNAPac PA200Pellicular polymer beadsQuat. Ammoniumnon-porous8 µm2.0–12.5
 DNAPac PA200RSPellicular polymer beadsQuat. Ammoniumnon-porous4 µm2.0–12.5
 DNASwift SAX-1SPolymethacrylateQuat. AmmoniumN/Amonolithic6.0–12.4

Über MZ-Analysentechnik GmbH erhalten Sie Zugriff auf eine Vielzahl von Säulen für die Ionenaustauschchromatographie. 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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