离子交换色谱法英文解释翻译、离子交换色谱法的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 exchange chromatography; IEC; ion exchange chromatography
分词翻译:
离子的英语翻译:
ion
【化】 ion
【医】 ion
交换色谱法的英语翻译:
【化】 exchange chromatography
专业解析
离子交换色谱法(Ion Exchange Chromatography, IEC)是一种基于物质所带电荷差异进行分离和分析的高效液相色谱技术。其核心原理是利用固定相(离子交换剂)表面携带的可交换离子基团,与流动相中带相反电荷的分析物离子发生可逆的静电吸附与解吸附作用,从而实现不同离子型化合物的分离。
术语解析(汉英对照):
- 离子 (Lízi / Ion): 指携带正电荷(阳离子,Cation)或负电荷(阴离子,Anion)的原子或分子。它们是色谱分离的目标对象。
- 交换 (Jiāohuàn / Exchange): 指流动相中的分析物离子与固定相(离子交换树脂)上带相反电荷的可交换离子(如 H⁺, Na⁺, Cl⁻, OH⁻)发生置换反应的过程。这是分离的驱动力。
- 色谱法 (Sèpǔ fǎ / Chromatography): 指一类物理分离技术,利用物质在固定相和流动相之间分配系数的差异进行分离。离子交换是其中一种重要的分离模式。
工作原理与技术要点:
- 固定相 - 离子交换剂: 通常由惰性基质(如交联聚苯乙烯、硅胶或纤维素)键合上带电荷的官能团构成。
- 阳离子交换剂 (Cation Exchanger): 携带负电荷官能团(如磺酸基 -SO₃⁻, 羧基 -COO⁻),可交换阳离子(如 Na⁺, Ca²⁺, 蛋白质在低 pH 下的正电荷)。
- 阴离子交换剂 (Anion Exchanger): 携带正电荷官能团(如季铵基 -N⁺(CH₃)₃, 氨基 -NH₂⁺),可交换阴离子(如 Cl⁻, PO₄³⁻, 蛋白质在高 pH 下的负电荷)。
- 分离过程:
- 样品注入后,带电荷的分析物离子根据静电引力被吸附到带相反电荷的离子交换剂上。
- 通过改变流动相的离子强度(如增加盐浓度)或 pH 值,不同分析物离子与固定相之间的静电作用力被不同程度地削弱(盐离子竞争结合位点或改变分析物电荷状态),导致它们以不同速率被洗脱下来。
- 电荷密度高、与固定相作用力强的离子后洗脱;电荷密度低、作用力弱的离子先洗脱。
- 流动相: 通常是含有缓冲盐(维持特定 pH)的水溶液。通过梯度或等度方式改变缓冲盐浓度(离子强度)来控制洗脱过程。
主要应用领域:
- 生物大分子纯化: 蛋白质、多肽、核酸(DNA, RNA)的分离纯化是其主要应用,尤其在生物制药领域。
- 水质分析: 检测水中无机阴阳离子(如 Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻)的含量。
- 食品分析: 测定食品中的氨基酸、有机酸、糖类、添加剂及矿物质离子。
- 药物分析: 分离分析药物及其代谢产物中的离子型化合物。
- 环境监测: 分析土壤、废水中的离子污染物。
优势与特点:
- 高选择性: 对带电荷物质,特别是生物大分子,具有极好的分离选择性。
- 高容量: 离子交换剂通常具有较高的载样量,适用于制备级分离。
- 广泛适用性: 适用于从无机小离子到生物大分子等各类带电物质。
- 灵活性: 通过选择不同类型的离子交换剂和优化流动相条件(pH、离子强度),可针对性地分离目标物。
权威参考来源:
- 美国药典 (USP) - Chromatography: 提供色谱技术通则,包括离子交换色谱的原理和应用标准。 (https://www.usp.org/)
- 默克生命科学(Merck Life Science) - Ion Exchange Chromatography Principle: 详细阐述离子交换色谱的基本原理、介质类型和应用实例。 (https://www.sigmaaldrich.com/)
- 沃特世科技(Waters Corporation) - Ion Exchange Chromatography: 介绍离子交换色谱在生物分子分离(如单克隆抗体)中的应用和技术解决方案。 (https://www.waters.com/)
- 赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific) - Principles of Ion Exchange: 解释离子交换色谱的基础理论、操作方法和常见问题。 (https://www.thermofisher.com/)
- 《分析化学》教材/专著: 如 Skoog, Holler, Crouch 所著的《仪器分析原理》(Principles of Instrumental Analysis)等经典教材均有详细章节论述离子交换色谱原理与应用。
网络扩展解释
离子交换色谱法(Ion Exchange Chromatography, IEC)是一种基于物质电荷差异进行分离的色谱技术,广泛应用于无机离子、生物大分子等物质的分离和分析。以下从原理、分类、特点及应用等方面进行详细解释:
1. 原理
离子交换色谱法通过固定相(离子交换树脂)与流动相中的离子发生可逆交换实现分离。其核心机制包括:
- 离子交换平衡:固定相表面带有可交换的电荷基团(如磺酸基或季铵基),流动相中的目标离子与这些基团通过静电引力竞争结合,形成动态平衡。
- 选择系数:分离效果由选择系数(( K_s = frac{[RX^+]}{[X^+]} ))决定,其中[RX^+]为结合在树脂上的离子浓度,[X^+]为游离离子浓度。不同离子的亲和力差异导致洗脱顺序不同。
- 动态过程:在流动相推动下,亲和力弱的离子先被洗脱,强的则保留更久,从而实现分离。
2. 分类
根据固定相电荷性质分为两类:
- 阳离子交换色谱:固定相带负电(如磺酸基树脂),用于分离阳离子(如Na⁺、Ca²⁺)。
- 阴离子交换色谱:固定相带正电(如季铵基树脂),用于分离阴离子(如Cl⁻、SO₄²⁻)。
3. 技术特点
- 高选择性:特别适合电荷差异明显的物质(如无机阴离子、蛋白质)。
- 适用性广:pH范围宽(有机树脂)或窄(硅胶键合树脂),可调节流动相pH或离子强度优化分离。
- 灵敏度高:结合电导检测器,可检测ppb级离子。
4. 应用领域
- 环境分析:检测水中F⁻、NO₃⁻、PO₄³⁻等污染物。
- 生物医药:纯化蛋白质、核酸、氨基酸等生物分子。
- 食品工业:分析添加剂中的离子成分(如防腐剂、矿物质)。
5. 发展历程
- 20世纪70年代出现,80年代因高压输液和电导检测技术突破而快速发展。
- 现代IEC结合高效固定相(如薄壳型树脂)和自动化设备,提升分离效率与通量。
如需进一步了解仪器操作或具体案例,可参考(离子色谱使用手册)或(搜狗百科)。
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