|
[[Kuva:Metrohm 850.jpg|thumb|250px|Methrom 850 -ioninvaihtokromatografi]]
'''Ioninvaihtokromatografia''' on [[kromatografia|kromatografinen]] erotusmenetelmä, joka perustuu [[ioninvaihto]]on eli varautuneiden ionien sähköstaattisiinsähköstaattiseen vuorovaikutukseen varautuneen paikallaan pysyvän faasin eli statiönäärifaasinstationäärifaasin kanssa. Ioninvaihtokromatografia on usein käytetty menetelmä sekä orgaanisessa että epäorgaanisessa analytiikassa.<ref name="quantitative">{{Kirjaviite | Tekijä =Daniel C. Harris | Nimeke =Quantitative Chemical Analysis | Vuosi =2007 | Sivu =
589-594589–594 |Julkaisija =W.H. Freeman and Company | Tunniste =ISBN 978-0-7167-7041-1 | Kieli ={{en}}}}</ref><ref name ="concise">{{Kirjaviite | Tekijä =Thomas Scott, Mary Eagleson | Nimeke =Concise encyclopedia chemistry | Vuosi =1994 |Sivu =545 |Julkaisija =Walter de Gruyter | Tunniste =ISBN 978-3110114515 | www =http://books.google.fi/books?id=Owuv-c9L_IMC&printsec=frontcover&dq=concise+encyclopedia+chemistry&hl=fi&sa=X&ei=J0FVU9yHLKeCzAOG_4KICA&ved=0CDEQ6AEwAA#v=snippet&q=Ion-exchange%20chromatography&f=false | www-teksti =Kirja Googlen teoshaussa | Viitattu =30.4.2014 | Kieli ={{en}}}}</ref><ref name="bioprosessitekniikka">{{Kirjaviite | Tekijä =Esa Aittomäki, Tero Eerikäinen, Matti Leisola, Heikki Ojamo, Ilari Suominen & Niklas von Weymarn | Nimeke =Bioprosessitekniikka | Vuosi =2002 |sivu = 194 |Julkaisija =WSOY | Tunniste =ISBN 951-26995-6 | Kieli =}}</ref><ref name ="kirk-othmer">C. F. Poole: ''Chromatography, Liquid, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology'', John Wiley & Sons, New York, 2013. Viitattu 30.4.2014.</ref>
==Ioninvaihtokromatografian periaate==
Ioninvaihtokromatografiassa tutkittavat yhdisteet ovat ioneita tai helposti ionisoitavissa olevia yhdisteitä. Tutkittava analyytti liuotetaan joko veteen tai orgaaniseen liuottimeen ja liuotin toimii myös liikkuvana faasina eli eluenttina. Ioninvaihtokromatografiassa eri yhdisteiden erottuminen toisistaan perustuu siihen, että stationäärifaasi on joko positiivisesti tai negatiivisesti varautunut. Analyytissä olevat ionit vuorovaikuttavat stationäärifaasin kanssa eri tavoin. Stationäärin kanssa samanmerkkisen varauksen omaavat ionit hylkivät stationäärifaasia ja liikkuvat kromatografiakolonnin läpi nopeammin kuin erimerkkiset varaukset ja niiden retentioaika on lyhyempi.<ref name="quantitative" /><ref name="concise" /><ref name="bioprosessitekniikka" /><ref name="kirk-othmer" />
Ionin varauksen lisäksi erottumiseen vaikuttavat useat muutkin tekijät. Näitä ovat muun muassa ionin koko, lämpötila., liuoksen [[ionivahvuus]], virtausnopeus kromatografiakolonnissa ja eluentin [[pH]]-arvo. Ionivahvuudella, lämpötilalla ja pH:lla on suuri vaikutus. Esimerkiksi proteiinianalytiikassa pienikin pH:n muutos voi aiheuttaa muutoksen proteiinin kokonaisvarauksessa ja täten muuttaa proteiinin vuorovaikutuksia stationäärifaasin kanssa. Tämä johtaa retentioajan muuttumiseen. Olosuhteita muuttamalla voidaan ioninvaihtokromatografialla saada erotetuksi toisistaan kemiallisesti ja varaukseltaan hyvin toistensa kanssa samankaltaisia yhdisteitä.<ref name="quantitative" /><ref name="concise" /><ref name="kirk-othmer" />
==Materiaalit ja menetelmät==
Ioninvaihtokromatografi koostuu tyypillisesti putkesta, joka täytetään täytemateriaalilla. Putkea kutsutaan [[kolonni]]ksi ja täytemateriaali voi olla [[styreeni]]n ja [[divinyylibentseeni]]n kopolymeeriä, jota on muokattu. Muokkauksessa polymeeriin liitetään tyypillisesti joko vahvasti happamia sulfonihapporyhmiä tai heikompia karboksyylihappoja, jolloin saadaan positiivisiin ioneihin voimakkaammin sitoutuvia kationinvaihtokolonneja, tai vahvasti emäksisiä tetraalkyyliammoniumryhmiätetra-alkyyliammoniumryhmiä tai heikommin emäksisiä aminoryhmiä, jolloin saadaan anioninvaihtokolonneja. Proteiinianalytiikassa käytetään useimmiten [[selluloosa]]- tai [[dekstraani]]pohjaisia hartseja. Erityisesti bioprosessitekniikassa ioninvaihtokromatografeissa käytetään kolonnien sijasta käytetään ioninvaihtokalvoja, jotka mahdollistavat suurten virtausnopeuksien käytön ja ovat helpommin steriloitavissa analyysien jälkeen.<ref name="quantitative" /><ref name="concise" /><ref name="kirk-othmer" /><ref name="bioprosessitekniikka" />
[[Kuva:Ion exchange column.jpg|thumb|250px|Proteiinien erotukseen soveltuva laboratoriomittakaavan ioninvaihtokromatografin kolonni]]
Ioninvaihtokromatografiassa kromatografin läpi lasketaan ensin eluenttia ja tämän jälkeen laitteeseen applikoidaan näyte. Näytteen ajon jälkeen kromatografiakolonni puhdistetaan ja tämäntämä tapahtuu tyypillisimmin kasvattamalla eluentin ionivahvuutta. Usein käytetty tekniikka ioninvaihtokromatografiassa on niin sanottu gradienttieluutio, jossa eluentin ionivahvuutta kasvatetaan vähitelleenvähitellen kromatografiaprosessin edetessä.<ref name="quantitative" /><ref name="concise" /><ref name="kirk-othmer" />
Ioninvaihtokromatografian sovellutuskohteitasovelluskohteita ovat erityisesti bioprosessiteioolisuudessabioprosessiteollisuudessa [[proteiini]]en, [[peptidi]]en, [[aminohappo]]jen, [[nukleotidi]]en ja sokerien johdannaisten erottaminen toisistaan. Tekniikkaa voidaan käyttää myös muiden orgaanisten yhdisteiden kuin makromolekyylien analyysiin ja myös epäorgaanisessa analyysissä.<ref name="kirk-othmer" />
==Lähteet==
| 