Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Аналитикалық химияда қолданылатын бөліну техникасы.
Separation technique used in analytical chemistry
Изотахофорез (ITP) – иондық аналиттерді таңдап бөліп, шоғырландыруға қолданылатын аналитикалық химиядағы әдіс. Бұл электрофорездің бір түрі; зарядталған аналиттер иондық жылдамдыққа қарай бөлінеді, бұл ионның электр өрісінде қаншалықты жылдам қозғалатынын көрсететін шама.
Isotachophoresis (ITP) is a technique in analytical chemistry used for selective separation and concentration of ionic analytes. It is a form of electrophoresis; charged analytes are separated based on ionic mobility, a quantity which tells how fast an ion migrates through an electric field.
Шолу
Кәдімгі ITP бөліністерінде үздіксіз буферлік жүйе қолданылады. Үлгі жылдам қозғалатын электролит (LE) және баяу тоқтатын (немесе: артта қалатын) электролит (TE) аймағы арасына енгізіледі. Әдетте, LE және TE ортақ қарсыионға ие, бірақ коиондар (талдауға арналған аналиттермен бірдей зарядты) әртүрлі: LE жоғары иондық ұтқырлыққа ие коиондармен, ал TE төмен иондық ұтқырлыққа ие коиондармен сипатталады. Анализделген аналиттердің иондық ұтқырлығы орташа деңгейде болады. Электр потенциалын қолдану нәтижесінде бастапқы электролитте электр өрісі төмен, ал тоқтатушы электролитте электр өрісі жоғары болады. TE аймағындағы аналит иондары айналадағы TE коиондарынан жылдам қозғалады, ал LE аймағындағы аналит иондары баяу қозғалады; нәтижесінде аналиттер LE/TE интерфейсінде шоғырланады. ITP – ығыстыру әдісі: белгілі бір иондардың шоғырлануы басқа иондарды ығыстырады. Егер жеткілікті мөлшерде болса, шоғырланған аналит иондары барлық электролит коиондарын ығыстырып, плато деңгейіне жетеді. Иондық ұтқырлығы жеткілікті түрде ерекшеленетін бірнеше аналит бірнеше плато аймақтарын құрайды. Шындығында, плато режиміндегі ITP бөліністері баспалдақ тәрізді профильдермен оңай анықталады, баспалдақтың әрбір платосы электролит немесе аналит аймағын көрсетеді, электр өрісін арттырады және өткізгіштікті азайтады. ITP-ның шың режимінде аналиттердің мөлшері плато деңгейіне жету үшін жеткіліксіз, сондықтан мұндай аналиттер Гаусс сияқты өткір шыңдарға шоғырланады. Шың режиміндегі ITP-де аналит шыңдары күшті түрде жабысады, егер аналиттердің арасындағы иондық ұтқырлық деңгейі орташа болатын аралық қосылыстар қосылмаса; мұндай аралық қосылыстар жақын орналасқан аналит аймақтарын бөліп тұруға қабілетті. ITP-ның толық аяқталуы динамикалық тепе-теңдікпен сипатталады, онда барлық коиондық аймақтар бірдей жылдамдықпен қозғалады. Осы құбылыс ITP-ға атау берді: iso = тең, tachos = жылдамдық, phoresis = қозғалыс. Изотахофорез – үздіксіз электрофорездегі тұрақты күйдегі жинақтау сатысына толық сәйкес келеді.
In conventional ITP separations, a discontinuous buffer system is used. The sample is introduced between a zone of fast leading electrolyte (LE) and a zone of slow terminating (or: trailing) electrolyte (TE). Usually, the LE and the TE have a common counterion, but the co ions (having charges with the same sign as the analytes of interest) are different: the LE is defined by co ions with high ionic mobility, while the TE is defined by co ions with low ionic mobility. The analytes of interest have intermediate ionic mobility. Application of an electric potential results in a low electrical field in the leading electrolyte and a high electrical field in the terminating electrolyte. Analyte ions situated in the TE zone will migrate faster than the surrounding TE co ions, while analyte ions situated in the LE will migrate slower; the result is that analytes are focused at the LE/TE interface. ITP is a displacement method: focusing ions of a certain kind displace other ions. If present in sufficient amounts, focusing analyte ions can displace all electrolyte co ions, reaching a plateau concentration. Multiple analytes with sufficiently different ionic mobilities will form multiple plateau zones. Indeed, plateau mode ITP separations are readily recognized by stairlike profiles, each plateau of the stair representing an electrolyte or analyte zone having (from LE to TE) increasing electric fields and decreasing conductivities. In peak mode ITP, analytes amounts are insufficient to reach plateau concentrations, such analytes will focus in sharp Gaussian like peaks. In peak mode ITP, analyte peaks will strongly overlap, unless so called spacer compounds are added with intermediate ionic mobilities between those of the analytes; such spacer compounds are able to segregate adjacent analyte zones. A completed ITP separation is characterized by a dynamic equilibrium in which all coionic zones migrate with equal velocities. From this phenomenon ITP has obtained its name: iso = equal, tachos = speed, phoresis = migration. Isotachophoresis is exactly equal to the steady state stacking step in discontinuous electrophoresis.
Уақытша ITP
ITP-ның кең таралған түрі – уақытша ITP (tITP). Ол дәстүрлі ITP-нің шектеуін азайтады, себебі аналит аймақтарының біріккенінен туындайтын бөліну қабілетінің шектеулігін жояды. Уақытша ITP-де аналиттер алдымен ITP арқылы шоғырландырылады, содан кейін аймақтық электрофорез арқылы бастапқы деңгейде бөлінеді. Уақытша ITP әдетте сынаманы ТЭ-де ерітіп, сынама/ТЭ тығынын ЛЕ аймақтары арасына немесе керісінше, сынама/ЛЕ тығынын ТЭ аймақтары арасына орналастыру арқылы жүзеге асырылады. Бірінші жағдайда аналиттер алдыңғы ТЭ/ЛЕ интерфейсінде шоғырланады. Осы аралықта ТЭ тығынының артқы бөлігі ЛЕ-де еріп кетеді, себебі жылдам ЛЕ иондары ТЭ иондарынан озады. ТЭ иондарының барлығы ерігеннен кейін шоғырлану процесі тоқтатылады және аналиттер аймақтық электрофорез принциптеріне сәйкес бөлінеді. tITP қазіргі уақытта дәстүрлі ITP-ге қарағанда кеңінен қолданылады, өйткені ол капиллярлық электрофорез (CE) бөліністерінде алдын ала шоғырландыру қадамы ретінде оңай іске асырылады, бұл CE-ді оның жоғары бөліну қабілеттерін пайдалана отырып, сезімталдығын арттырады.
A popular form of ITP is transient ITP (tITP). It alleviates the limitation of conventional ITP that it has limited separation capacity because of analyte zone overlap. In transient ITP, analytes are first concentrated by ITP, and then can be baseline separated by zone electrophoresis. Transient ITP is usually accomplished by dissolving the sample in the TE and sandwiching the sample/TE plug between LE zones or vice versa: a sample/LE plug can also be sandwiched between TE zones. In the first case, analytes are focused at the front TE/LE interface. Meanwhile, the back of the TE plug becomes dissolved in the LE because the faster LE ions overcome the TE ions. When all of the TE ions are dissolved, the focusing process ceases and the analytes are separated according to the principles of zone electrophoresis. tITP is nowadays more widespread than conventional ITP because it is easily implemented in capillary electrophoresis (CE) separations as a preconcentration step, making CE more sensitive while profiting from its powerful separation capacities.