आयन वर्णलेखन (आयन क्रोमैटोग्राफी): Difference between revisions

आयन-विनिमय क्रोमैटोग्राफी
Acronym	IC, IEC
Classification	क्रोमैटोग्राफी
Other techniques
Related	उच्च उत्पादन द्रव्य वर्णलेखन; जलीय सामान्य चरण क्रोमैटोग्राफी; आकार अपवर्जन वर्णलेखन; माइक्रेलर तरल क्रोमैटोग्राफी

Revision as of 21:40, 11 April 2023

एक आधुनिक आयन वर्णलेखन प्रणाली

आयन वर्णलेखन (या आयन-विनिमय वर्णलेखन) आयन विनिमयक के प्रति उनकी बंधुता के आधार पर आयनों और ध्रुवीय अणुओं को पृथक करती है। यह प्रायः किसी भी प्रकार के आवेशित अणु (रसायन विज्ञान) पर कार्य करता है - जिसमें बृहद् प्रोटीन, छोटे न्यूक्लियोटाइड और एमिनो एसिड सम्मिलित हैं। यद्यपि, आयन वर्णलेखन उन स्थितियों में की जानी चाहिए जो प्रोटीन के समविद्युत बिंदु से एक इकाई दूर हों।^[1]

आयन वर्णलेखन दो प्रकार की होती है, ऋणायन-विनिमय और धनायन-विनिमय। धनायन-विनिमय वर्णलेखन का उपयोग तब किया जाता है जब महत्वपूर्ण अणु को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है। अणु सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है क्योंकि वर्णलेखन के लिए पीएच पीआई (ए/के/पीएच (आई)) से कम होती है।^[2]इस प्रकार की वर्णलेखन में, स्थिर चरण को नकारात्मक रूप से आवेशित किया जाता है और सकारात्मक रूप से आवेशित अणुओं को इसमें आकर्षित करने के लिए भारण किया जाता है। ऋणायन-विनिमय वर्णलेखन तब होती है जब स्थिर चरण सकारात्मक रूप से चार्ज होता है और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए अणु (जिसका अर्थ है कि वर्णलेखन के लिए पीएच पीआई से अधिक है) इसे आकर्षित करने के लिए भारण किया जाता है।^[3] यह प्रायः प्रोटीन शोधन, जल विश्लेषण और गुणवत्ता नियंत्रण में उपयोग किया जाता है।^[4]^[5]पानी में घुलनशील और आवेशित अणु जैसे प्रोटीन, अमीनो एसिड और पेप्टाइड्स मोइटी (रसायन विज्ञान) से बंधते हैं, जो अघुलनशील स्थिर चरण में आयनी बंध बनाकर विपरीत रूप से आवेशित होते हैं।^[6] समतुल्य स्थिर चरण में एक आयनीकरण कार्यात्मक समूह होता है जहां एक मिश्रण के लक्षित अणुओं को पृथक और परिमाणित किया जाता है, ताकि क्रमभंग से पारित होने पर बांध सकें - एक धनायनिक स्थिर चरण का उपयोग ऋणायनों को पृथक करने के लिए किया जाता है और एक ऋणायनी स्थिर चरण का उपयोग धनायनों को पृथक करने के लिए किया जाता है। धनायन विनिमय वर्णलेखन का उपयोग तब किया जाता है जब वांछित अणु पृथक करने के लिए धनायन होते हैं और ऋणायन विनिमय वर्णलेखन का उपयोग ऋणायनों को पृथक करने के लिए किया जाता है।^[7] बंधे हुए अणुओं को तब निस्तारित किया जा सकता है और क्रमभंग के माध्यम से आयनों की उच्च सांद्रता संचालन कर या क्रमभंग के पीएच को परिवर्तित कर एक प्रोद्धावक का उपयोग करके एकत्र किया जाता है जिसमें ऋणायन और धनायन होते हैं।

आयन वर्णलेखन के उपयोग के लिए प्राथमिक लाभों में से एक पृथक्करण के समय अन्य पृथक्करण तकनीकों के विपरीत केवल एक अंतःक्रिया सम्मिलित है; इसलिए, आयन वर्णलेखन में उच्च आधात्री सहिष्णुता हो सकती है। आयन विनिमय का एक अन्य लाभ क्षालन संरूपण (आयननीय समूह की उपस्थिति के आधार पर) की पूर्वानुमेयता है।^[8] उदाहरण के लिए धनायन विनिमय वर्णलेखन के उपयोग से कुछ धनायन पहले और अन्य बाद निष्कासित होंगे। एक स्थानीय आवेश संतुलन सदा संधारण रखा जाता है। यद्यपि, आयन-विनिमय वर्णलेखन क्रियान्वित में सम्मिलित नुकसान भी होते हैं, जैसे तकनीक के साथ निरंतर विकास जो क्रमभंग से क्रमभंग में असंगतता की ओर जाता है।^[9] इस शुद्धिकरण तकनीक की एक प्रमुख सीमा यह है कि यह आयननीय समूह तक ही सीमित है।^[2]

इतिहास

आयन विनिमय वर्णलेखन

कई वर्षों में ज्ञान के संचय के माध्यम से आयन वर्णलेखन उन्नत हुई है। वर्ष 1947 के प्रारंभ से, स्पैडिंग और पॉवेल ने दुर्लभ मृदा के पृथक्करण के लिए विस्थापन आयन-विनिमय वर्णलेखन का उपयोग किया। इसके अतिरिक्त, उन्होंने अमोनिया में 14एन और 15एन समस्थानिकों के आयन-विनिमय पृथक्करण को दर्शाया। 1950 के दशक के प्रारंभ में, क्रॉस और नेल्सन ने धातु आयनों के लिए उनके क्लोराइड, फ्लोराइड, नाइट्रेट या सल्फेट परिसरों को ऋणायन वर्णलेखन द्वारा पृथक करने पर निर्भर कई विश्लेषणात्मक तरीकों के उपयोग का प्रदर्शन किया। स्वचालित पंक्तिबंद्ध पहचान उत्तरोत्तर वर्ष 1960 से वर्ष 1980 के साथ-साथ धातु आयन पृथक्करण के लिए नवीन क्रोमैटोग्राफिक विधियों की प्रस्तावित की गई थी। डॉव केमिकल कंपनी में स्मॉल, स्टीवंस और बाउमन द्वारा एक अभूतपूर्व पद्धति ने आधुनिक आयन वर्णलेखन के निर्माण का वर्णन किया। संदमित चालकता संसूचन प्रणाली द्वारा अब ऋणायनों और धनायनों को कुशलतापूर्वक पृथक किया जा सकता है। वर्ष 1979 में, गैर-संदमित चालकता संसूचन के साथ ऋणायन वर्णलेखन के लिए एक विधि जेरडे एट अल द्वारा प्रस्तुत की गई थी। तत्पश्चात वर्ष 1980 में, धनायन वर्णलेखन के लिए एक समान विधि थी।^[10]

फलस्वरूप, आईसी व्यापार के भीतर अत्यधिक प्रतिस्पर्धा की अवधि प्रारंभ हुई, जिसमें संदमित और गैर-संदमित चालकता संसूचन दोनों के समर्थक थे। इस प्रतियोगिता के कारण नए रूपों के तीव्र वृद्धि हुई और आईसी का तेजी से विकास हुआ।^[11] एक चुनौती जिसे आईसी के भविष्य के विकास में दूर करने की आवश्यकता है, अत्यधिक कुशल एकाश्मीय आयन-विनिमय क्रमभंग की प्रस्तुति है और इस चुनौती पर अभिभूत करना आईसी के विकास के लिए बहुत महत्व होगा।^[12]

आयन विनिमय वर्णलेखन का तीव्रवृद्धि मुख्य रूप से द्वितीय विश्व युद्ध के समय वर्ष 1935- वर्ष 1950 के बीच प्रारंभ हुआ था और यह मैनहट्टन परियोजना के माध्यम से था कि अनुप्रयोगों और आईसी को महत्वपूर्ण रूप से विस्तारित किया गया था। आयन वर्णलेखन मूल रूप से दो अंग्रेजी शोधकर्ताओं, कृषि सर थॉम्पसन और रसायनज्ञ जे टी वे द्वारा प्रस्तुत की गई थी। थॉम्पसन और वे के कार्यों में पानी में घुलनशील उर्वरक लवण, अमोनियम सल्फेट और पोटेशियम क्लोराइड की क्रिया सम्मिलित थी। वर्षा के कारण इन लवणों को सरलता से भूमि से नहीं निकाला जा सका। उन्होंने लवण के साथ मिट्टी का विवेचन करने के लिए आयन विधियों का क्रियान्वित किया, जिसके परिणामस्वरूप कैल्शियम के स्रावित के अतिरिक्त अमोनिया का निष्कासन हुआ।^[13]^{[unreliable source?]} यह पचास और साठ के दशक में अधिक सहमति के लिए आईसी के सैद्धांतिक मॉडल विकसित किए गए थे और सत्तर के दशक से पूर्व निरंतर संकलकों का उपयोग किया गया था, जो कम दबाव से उच्च-प्रदर्शन वर्णलेखन के विकास के लिए मार्ग प्रशस्त करता था। वर्ष 1975 तक से पूर्व "आयन वर्णलेखन" को तकनीकों के संदर्भ में एक नाम के रूप में स्थापित किया गया था, और उसके बाद इसे विपणन उद्देश्यों के लिए एक नाम के रूप में उपयोग किया गया था। पीने के पानी जैसी जलीय प्रणालियों की जांच के लिए आज आईसी महत्वपूर्ण है। यह ऋणायनिक तत्वों या परिसरों का विश्लेषण करने के लिए एक लोकप्रिय तरीका है जो पर्यावरणीय रूप से प्रासंगिक समस्याओं को हल करने में सहायता करता है। इसी तरह अर्धचालक में भी इसका अधिक उपयोग होता है। आधिक्यः पृथक्कारी क्रमभंग, क्षालन प्रणाली और उपलब्ध संकलक के कारण, वर्णलेखन आयन विश्लेषण के लिए मुख्य विधि के रूप में विकसित हुई है।^[14]

जब इस तकनीक को प्रारंभ में विकसित किया गया था, तो इसका मुख्य रूप से जल उपचार के लिए उपयोग किया जाता था। वर्ष 1935 से, आयन विनिमय वर्णलेखन तीव्रता से सबसे अधिक प्रभावशाली तकनीकों में से एक में व्यक्त हुई, इसके सिद्धांतों को प्रायः आसवन, अधिशोषण और निस्यंदन सहित रसायन विज्ञान के अधिकांश क्षेत्रों में प्रयोग किया जाता है।^[15]

सिद्धांत

आयन वर्णलेख आयनों के पृथक्करण को प्रदर्शित करता है

आयन-विनिमय वर्णलेखन अणुओं को उनके संबंधित आवेशित समूहों के आधार पर पृथक करती है। आयन-विनिमय वर्णलेखन कूलॉमी (आयनी) अंतः क्रिया के आधार पर क्रमभंग पर विश्लेष्य अणुओं को बनाए रखती है। आयन विनिमय वर्णलेखन आव्यूह में सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयन होते हैं।^[16] अनिवार्य रूप से, अणु स्थिर चरण आव्यूह पर विपरीत आवेशों के साथ इलेक्ट्रोस्टैटिक अंतः क्रिया से पारित होते हैं। स्थिर चरण में एक अचल आव्यूह होता है जिसमें आवेशित आयनीकरणीय कार्यात्मक समूह या लिगेंड होते हैं।^[17]स्थिर चरण की सतह आयनी कार्यात्मक समूहों (आरएक्स) को प्रदर्शित करती है जो विपरीत आवेश के विश्लेष्य आयनों के साथ परस्पर क्रिया करती है। इलेक्ट्रोन्यूट्रलिटी प्राप्त करने के लिए, विलयन में विनिमययोग्य प्रतिपक्षी के साथ ये निष्क्रिय आवेश संलग्नित होते हैं। आयननीय अणु जिन्हें शुद्ध किया जाना है, स्थिर चरण पर स्थिर आवेशों को बाध्य करने के लिए इन विनिमययोग्य प्रतिपक्षी के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं। इन आयननीय अणुओं को उनके आवेश के आधार पर बनाए रखा या क्षालित किया जाता है। प्रारंभ में, अणु जो स्थिर चरण में दुर्बलता से बाध्य या बाध्य नहीं होते हैं, उन्हें सर्वप्रथम साफ किया जाता है। स्थिर चरण से जुड़े अणुओं के क्षालन के लिए परिवर्तित स्थितियों की आवश्यकता होती है। विनिमययोग्य प्रतिपक्षी की एकाग्रता, जो बंधन के लिए अणुओं के साथ प्रतिस्पर्धा करती है, को बढ़ाया जा सकता है या पीएच को परिवर्तित किया जा सकता है। पीएच में परिवर्तन विशेष अणुओं पर आवेश को प्रभावित करता है और, इसलिए, बंधन को परिवर्तित कर देता है। समायोजन से उनके आवेशों में परिवर्तन के आधार पर अणु तब क्षालित होने लगते हैं। आगे इस तरह के समायोजन का उपयोग महत्वपूर्ण प्रोटीन को निष्कासित करने के लिए किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, आयनित अणुओं को पृथक करने के लिए प्रतिपक्षी की एकाग्रता धीरे-धीरे भिन्न हो सकती है। इस प्रकार के क्षालन को प्रवणता प्रोद्धावन कहा जाता है। दूसरी ओर, चरण क्षालन का उपयोग किया जा सकता है जिसमें प्रतिपक्षी की सांद्रता एक चरण में भिन्न होती है।^[1] इस प्रकार की वर्णलेखन को आगे धनायन विनिमय वर्णलेखन और ऋणायन-विनिमय वर्णलेखन में विभाजित किया गया है। सकारात्मक रूप से आवेशित अणु धनायन विनिमय राल से बंधते हैं जबकि नकारात्मक रूप से आवेशित अणु ऋणायन विनिमय राल से बंधते हैं। धनायनित प्रजाति M+ और ऋणात्मक प्रजाति B- से युक्त आयनिक यौगिक को स्थिर चरण द्वारा बनाए रखा जा सकता है।

धनायन विनिमय वर्णलेखन सकारात्मक रूप से आवेशित धनायनों को बनाए रखती है क्योंकि स्थिर चरण एक नकारात्मक रूप से आवेशित कार्यात्मक समूह को प्रदर्शित करता है:

{\text{R-X}}^{-}{\text{C}}^{+}\,+\,{\text{M}}^{+}\,{\text{B}}^{-}\rightleftarrows \,{\text{R-X}}^{-}{\text{M}}^{+}\,+\,{\text{C}}^{+}\,+\,{\text{B}}^{-}

ऋणायन विनिमय वर्णलेखन सकारात्मक रूप से आवेशित कार्यात्मक समूह का उपयोग करके ऋणायनों को बनाए रखती है:

{\text{R-X}}^{+}{\text{A}}^{-}\,+\,{\text{M}}^{+}\,{\text{B}}^{-}\rightleftarrows \,{\text{R-X}}^{+}{\text{B}}^{-}\,+\,{\text{M}}^{+}\,+\,{\text{A}}^{-}

ध्यान दें कि गतिशील प्रावस्था में या तो C+ या A- की आयन शक्ति को संतुलन की स्थिति को स्थानांतरित करने के लिए समायोजित किया जा सकता है, इस प्रकार अवधारण समय प्राप्त होती हैं।

आयन क्रोमैटोग्राम एक ऋणायन विनिमय क्रमभंग के साथ प्राप्त एक विशिष्ट क्रोमैटोग्राम दिखाता है।

प्रक्रिया

आयन-विनिमय वर्णलेखन प्रारंभ से पूर्व, इसे संतुलित किया जाना चाहिए। स्थिर चरण को कुछ आवश्यकताओं के साथ संतुलित किया जाना चाहिए जो उस प्रयोग पर निर्भर करते हैं जिसके साथ आप काम कर रहे हैं। एक बार संतुलित होने पर, स्थिर चरण में आवेशित आयन इसके विपरीत आवेशित विनिमेय आयनों से जुड़ जाएंगे। विनिमेय आयन जैसे Cl- या Na+। इसके बाद, एक रोधक चुना जाना चाहिए जिसमें वांछित प्रोटीन बंध सके। संतुलन के बाद, क्रमभंग को प्रक्षिप्त की आवश्यकता होती है। प्रक्षालन चरण उन सभी अशुद्धियों को क्षालित करने में सहायता करेगा जो आव्यूह से बंधे नहीं हैं जबकि महत्वपूर्ण प्रोटीन बंधी रहती है। इस नमूने रोधक को वांछित प्रोटीन को बांधने में सहायता करने के लिए संतुलन के लिए उपयोग किए जाने वाले रोधक के समान पीएच होना चाहिए। क्रमभंग के माध्यम से बहने वाले रोधक की समान गति से अनावेशित प्रोटीन को क्रमभंग से क्षालित किया जाएगा। एक बार जब नमूना क्रमभंग पर भारित हो जाता है और सभी गैर-वांछित प्रोटीनों को क्षालन करने के लिए क्रमभंग को रोधक से प्रक्षिप्त किया जाता है, तो आव्यूह से बंधे वांछित प्रोटीनों को क्षालित करने के लिए क्षालन की जाती है। बंधित प्रोटीन को रैखिक रूप से बढ़ते लवण सांद्रता के प्रवणता का उपयोग करके क्षालित किया जाता है। रोधक की बढ़ती आयनी शक्ति के साथ, नमक आयन माध्यम की सतह पर आवेशित समूहों को बाँधने के लिए वांछित प्रोटीन के साथ प्रतिस्पर्धा करेंगे। यह वांछित प्रोटीन को क्रमभंग से क्षालित करने का कारण बनेगा। जिन प्रोटीनों का शुद्ध आवेश कम होता है, वे सर्वप्रथम क्षालित होते हैं क्योंकि लवण सांद्रता बढ़ जाती है जिससे आयनी शक्ति बढ़ जाती है। उच्च शुद्ध आवेश वाले प्रोटीन को क्रमभंग से क्षालित करने के लिए उच्च आयनी शक्ति की आवश्यकता होगी।^[16]वांछित स्थिर चरण की परत के साथ लेपित ग्लास या प्लास्टिक प्लेट्स जैसे माध्यम की पतली परतों पर या वर्णलेखन क्रमभंग में थोक में आयन विनिमय वर्णलेखन करना संभव है। पतली परत वर्णलेखन या क्रमभंग वर्णलेखन में समानताएं हैं कि वे दोनों एक ही शासी सिद्धांतों के भीतर कार्य करते हैं; अणुओं का निरंतर और लगातार आदान-प्रदान होता है क्योंकि गतिशील प्रावस्था स्थिर चरण के साथ चलते है। अल्प आयतन में नमूना जोड़ना अनिवार्य नहीं है क्योंकि विनिमय क्रमभंग के लिए पूर्व निर्धारित शर्तों को चुना गया है ताकि गतिशील प्रावस्था और स्थिर चरणों के बीच प्रभावशाली संपर्क हो। इसके अलावा, क्षालन प्रक्रिया का तंत्र उनके संबंधित रासायनिक विशेषताओं के आधार पर विभिन्न अणुओं के विखंडीकरण का कारण बनेगा। यह परिघटना क्रमभंग के शीर्ष पर या उसके पास लवण सांद्रता में वृद्धि के कारण होती है, जिससे अणुओं को उस स्थिति में विस्थापित कर दिया जाता है, जबकि निम्न बंधित अणु बाद के बिंदु पर निष्कासित होते हैं जब उच्च लवण सांद्रता उस क्षेत्र में पहुंच जाते हैं। ये सिद्धांत कारण हैं कि आयन विनिमय वर्णलेखन एक जटिल शुद्धिकरण प्रक्रिया में प्रारंभिक वर्णलेखन चरणों के लिए एक उत्कृष्ट प्रार्थी है क्योंकि यह अधिक प्रारंभिक मात्रा के अलावा लक्ष्य अणुओं के छोटे संस्करणों को तेजी से प्राप्त कर सकता है।^[2]

चैंबर (बाएं) में नमक की उच्च सांद्रता होती है। द्रवित कक्ष (दाएं) में नमक की कम मात्रा होती है। क्रमश: विलोड़न नमक ढाल के गठन का कारण बनती है क्योंकि नमक उच्च से निम्न सांद्रता तक यात्रा करता है।

तुलनात्मक रूप से सरल उपकरणों का उपयोग प्रायः वर्णलेखन क्रमभंग में बढ़ती प्रवणता के प्रतिआयन को प्रयुक्त करने के लिए किया जाता है। जटिल गठन के माध्यम से पेप्टाइड्स और अमीनो एसिड को प्रभावी ढंग से पृथक करने के लिए कॉपर (II) जैसे प्रतिआयन को प्रायः अधिकतर चयन किया जाता है।^[18]

लवण प्रवणता बनाने के लिए एक साधारण उपकरण का उपयोग किया जा सकता है। क्षालन रोधक को निरंतर कक्ष से मिश्रण कक्ष में खींचा जा रहा है, जिससे इसकी रोधक सांद्रता में परिवर्तन होता है। प्रायः, कक्ष में रखा गया रोधक सामान्यतः उच्च प्रारंभिक सांद्रता का होता है, जबकि विलोडित कक्ष में रखा रोधक सामान्यतः निम्न सांद्रता का होता है। जैसे ही बाएं कक्ष से उच्च सांद्रता रोधक को मिलाया जाता है और क्रमभंग में खींचा जाता है, विलोडित क्रमभंग की रोधक सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है। विलोडित कक्ष, साथ ही सीमा रोधक के आकार को परिवर्तित कर, प्रतिआयन के अवतल, रैखिक या उत्तल प्रवणता के उत्पादन की अनुमति देता है।

विभिन्न माध्यमों की बहु संख्या स्थिर चरण के लिए उपयोग की जाती है। उपयोग किए जाने वाले सामान्य स्थिर आवेशित समूहों में ट्राइमिथाइलैमिनोइथाइल (टीएएम), ट्राइथाइलैमिनोइथाइल (टीईएई), डायथाइल-2-हाइड्रॉक्सीप्रोपाइलामिनोइथाइल (क्यूएई), एमिनोइथाइल (एई), डायथाइलैमिनोइथाइल (डीईएई), सल्फो (एस), सल्फोमेथाइल (एसएम), सल्फोप्रोपाइल ( एसपी), कार्बोक्सी (सी) और कार्बोक्सिमिथाइल (सीएम) हैं।^[1]

क्रमभंग की सफल संकुलन आयन वर्णलेखन का एक महत्वपूर्ण पहलू है। अंतिम क्रमभंग की स्थिरता और दक्षता संकुलन विधियों, प्रयुक्त विलायक और क्रमभंग के यांत्रिक गुणों को प्रभावित करने वाले कारकों पर निर्भर करती है। प्रारंभिक अकुशल शुष्क-संकुलन विधियों के विपरीत, गीला घोल संकुलन, जिसमें एक उपयुक्त विलायक में निलंबित कणों को दबाव में एक क्रमभंग में वितरित किया जाता है, महत्वपूर्ण सुधार दिखाता है। गीली घोल संकुलन करने में तीन विभिन्न तरीकों को नियोजित किया जा सकता है: संतुलित घनत्व विधि (विलायक का घनत्व झरझरा सिलिका कणों के समान है), उच्च श्यानता विधि (उच्च श्यानता का एक विलायक उपयोग किया जाता है), और कम श्यानता घोल विधि (कम श्यानता विलायक के साथ प्रदर्शन)।^[19]

पॉलीस्टीरीन का उपयोग आयन-विनिमय के माध्यम के रूप में किया जाता है। इसे डिवाइनिलबेनज़ीन और बेंज़ॉयल पेरोक्साइड के उपयोग से स्टाइरीन के पोलीमराइज़ेशन (बहुलकीकरण) से बनाया गया है। ऐसे विनिमयक प्रोटीन के साथ जलविरागी अन्योन्यक्रिया बनाते हैं जो अपरिवर्तनीय हो सकते हैं। इस विशेषता के कारण, पॉलीस्टीरीन आयन विनिमयक प्रोटीन पृथक्करण के लिए उपयुक्त नहीं हैं। दूसरी ओर उनका उपयोग अमीनो एसिड पृथक्करण में छोटे अणुओं को पृथक करने और पानी से नमक निकालने के लिए किया जाता है। बड़े छिद्रों वाले पॉलीस्टीरीन आयन विनिमयक का उपयोग प्रोटीन को पृथक करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन इसे हाइड्रोफिलिक (जलंरागी) पदार्थ के साथ लेपित किया जाना चाहिए।^[20]

सेल्युलोज आधारित माध्यम का उपयोग बड़े अणुओं के पृथक्करण के लिए किया जा सकता है क्योंकि उनमें बड़े छिद्र होते हैं। इस माध्यम में प्रोटीन बंधन अधिक होता है और जलविरागी चरित्र कम होता है। डीईएई एक ऋणायन विनिमय आव्यूह है जो डायथाइलैमिनोइथाइल के एक सकारात्मक पक्ष समूह से उत्पन्न होता है जो सेल्युलोज या सेफैडेक्स से बंधित होता है।^[21]

ऐगेरोस ज़ेल आधारित माध्यम में भी बड़े छिद्र होते हैं लेकिन डेक्सट्रांस की तुलना में उनकी प्रतिस्थापन क्षमता कम होती है। तरल में फूलने के लिए माध्यम की क्षमता इन पदार्थों के व्यति बंधन, उपयोग किए गए रोधक के पीएच और आयन सांद्रता पर आधारित है।^[20]

उच्च तापमान और दबाव का समावेश समय में कमी के साथ-साथ आयन वर्णलेखन की दक्षता में महत्वपूर्ण वृद्धि की अनुमति देता है। अवधारण गुणों पर इसके प्रभाव के कारण तापमान में चयनात्मकता का प्रभाव होता है। प्रतिधारण कारक (k = (t_R^g − t_M^g)/(t_M^g − t_ext)) छोटे आयनों के लिए तापमान के साथ बढ़ता है, और बड़े आयनों के लिए विपरीत प्रवृत्ति देखी जाती है।^[22]^[23]

विभिन्न माध्यमों में आयन चयनात्मकता के अतिरिक्त, 40-175 डिग्री सेल्सियस की सीमा के माध्यम से आयन विनिमय वर्णलेखन करने के लिए और शोध किया जा रहा है।^[24]

एक विलायक में क्रमभंग कण कैसे व्यवहार करते हैं, इस अवलोकन के आधार पर एक उपयुक्त विलायक का चयन किया जा सकता है। एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके, कोई भी एकत्रित कणों से गारा की वांछित परिक्षिप्त अवस्था को सरलता से पृथक कर सकता है।^[19]

निर्बल और प्रभावशाली आयन विनिमयक

क्रमभंग के समतुल्य होने के बाद एक "प्रभावशाली" आयन विनिमयक अपने आव्यूह पर आवेश वंचित नहीं होने देगा और इसलिए व्यापक रूप से पीएच रोधक का उपयोग किया जा सकता है। "निर्बल" आयन विनिमयक के पास पीएच मानों की एक श्रृंखला होती है जिसमें वे अपना आवेश बनाए रखेंगे। यदि निर्बल आयन विनिमय क्रमभंग के लिए उपयोग किए जाने वाले रोधक का पीएच आव्यूह की क्षमता सीमा से बाहर हो जाता है, तो क्रमभंग अपना आवेश वितरण छोड़ देगा और महत्वपूर्ण अणु वंचित हो सकता है।^[25] निर्बल आयन विनिमयक की निम्न पीएच सीमा के अलावा, उनकी अधिक विशिष्टता होने के कारण प्रायः प्रभावशाली आयन विनिमयक पर उनका उपयोग किया जाता है। कुछ प्रयोगों में, निर्बल आयन विनिमयक का अवधारण समय उच्च विशिष्टता पर वांछित डेटा प्राप्त करने के लिए बहुत अधिक है।^[26]

आयन विनिमय क्रमभंग के राल (प्रायः 'मनका’ कहा जाता है) में निर्बल/प्रभावशाली एसिड और निर्बल/प्रभावशाली आधार जैसे कार्यात्मक समूह सम्मिलित हो सकते हैं। ऐसे विशेष क्रमभंग भी हैं जिनमें उभयधर्मी कार्यात्मक समूहों के साथ राल होते हैं जो दोनों धनायन और ऋणायन का विनिमय कर सकते हैं।^[27]प्रभावशाली आयन विनिमय राल के कार्यात्मक समूहों के कुछ उदाहरण चतुर्धातुक अमोनियम धनायन (क्यू) हैं, जो एक ऋणायन विनिमयक है और सल्फोनिक एसिड (S, -SO₂OH), जो एक धनायन विनिमयक है।^[28]इस प्रकार के विनिमयक 0-14 की पीएच सीमा पर अपने आवेश घनत्व को बनाए रख सकते हैं। निर्बल आयन विनिमय राल के कार्यात्मक समूहों के उदाहरणों में डायथाइलैमिनोइथाइल (DEAE, -C2H4N(CH2H5)2), जो एक ऋणायन विनिमयक है और कार्बोक्सिमिथाइल (CM, -CH₂-COOH), सम्मिलित हैं जो कि एक धनायन विनिमयक है।^[29] ये दो प्रकार के विनिमयक 5-9 की पीएच सीमा पर अपने क्रमभंग के आवेश घनत्व को बनाए रख सकते हैं।^{[citation needed]}

आयन वर्णलेखन में, विलेय आयनों और स्थिर चरण की परस्पर क्रिया और उनके आवेशों के आधार पर यह निर्धारित करता है कि कौन से आयन बंधेंगे और किस मात्रा में। जब स्थिर चरण सकारात्मक समूह की वैशिष्ट्य करते हैं जो ऋणायन को आकर्षित करते हैं, तो इसे ऋणायन विनिमयक कहा जाता है; जब स्थिर चरण पर नकारात्मक समूह होते हैं, तो धनायन आकर्षित होते हैं और यह धनायन विनिमयक होता है।^[30] आयनों और स्थिर चरण के मध्य आकर्षण राल, आयन विनिमयक के रूप में उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक कणों पर भी निर्भर करता है।

प्रत्येक राल में सापेक्ष चयनात्मकता होती है जो उपस्थित विलेय आयनों के आधार पर भिन्न होती है जो स्थिर चरण पर राल समूह को बाँधने के लिए प्रतिस्पर्धा करेंगे। चयन गुणांक, संतुलन स्थिरांक के समान, राल और प्रत्येक आयन के बीच सांद्रता के अनुपात के माध्यम से निर्धारित किया जाता है, यद्यपि, सामान्य प्रवृत्ति यह है कि आयन विनिमयक आयन को उच्च आवेश, छोटे जलयोजित त्रिज्या, और उच्च ध्रुवीकरण या आयन के इलेक्ट्रॉन अभ्र की क्षमता अन्य आवेशों से बाधित होने की क्षमता के साथ बंधन को प्राथमिकता देते हैं।^[31]इस चयनात्मकता के बाद भी, क्रमभंग में प्रस्तुत कम चयनात्मकता वाले आयन की अधिक मात्रा कम आयन को स्थिर चरण में अधिक बाध्य करने का कारण बनती है क्योंकि चयनात्मकता गुणांक आयन विनिमय वर्णलेखन के समय होने वाली बाध्यकारी प्रतिक्रिया में उच्चावचन की अनुमति देता है।

निम्न तालिका सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले आयन विनिमयक को दर्शाता हैं ^[32]


क्रमांक	नाम	प्रकार	कार्यात्मक समूह
1	डीइएइ सेलूलोज़ (ऋणायन विनिमयक)	निर्बल क्षारकीय	डीइएइ (डायथाइलैमिनोइथाइल)
2	क्यूएई सेफडेक्स (ऋणायन विनिमयक)	प्रबल क्षारकीय	क्यूएई (चतुर्धातुक एमिनोइथाइल)
3	क्यू सेफ़रोज़ (ऋणायन विनिमयक)	प्रबल क्षारकीय	क्यू (चतुर्थक अमोनियम)
4	सीएम- सेलूलोज़ (धनायन विनिमयक)	निर्बल अम्लीय	सीएम (कार्बोक्सिमिथाइल)
5	एसपी सेफ़रोज़ (धनायन विनिमयक)	प्रबल अम्लीय	एसपी (सल्फोप्रोपिल)
6	स्रोत एस (धनायन विनिमयक)	प्रबल अम्लीय	एस (मिथाइल सल्फेट)

विशिष्ट तकनीक

एक नमूना या तो हस्तचालन रूप से या एक ऑटोसैंपलर के साथ ज्ञात मात्रा के नमूना विपाशन में प्रस्तुत किया जाता है। गतिशील प्रावस्था के रूप में जाना जाने वाला उभय प्रतिरोधित जलीय विलयन विपाशन से नमूने को एक क्रमभंग पर ले जाता है जिसमें स्थिर चरण सामग्री का कुछ रूप होता है। यह सामान्यतः एक राल या जेल आव्यूह होता है जिसमें सहसंयोजक बंधन आवेशित कार्यात्मक समूहों के साथ ऐगारोज या सेल्यूलोज मनका होते हैं। क्रमभंग के वांछित आवेश को प्राप्त करने के लिए स्थिर चरण के संतुलन की आवश्यकता होती है। यदि क्रमभंग सटीकता से संतुलित नहीं है, तो वांछित अणु क्रमभंग से बलपूर्वक नहीं जुड़ सकता है। लक्ष्य विश्लेषण (ऋणायन या धनायन) को स्थिर चरण पर बनाए रखा जाता है, लेकिन स्थिर चरण से विश्लेषण आयनों को विस्थापित करने वाली समान रूप से आवेशित प्रजातियों की सांद्रता को बढ़ाकर इसे दूर किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, धनायन विनिमय वर्णलेखन में, सकारात्मक आवेशित सोडियम आयनों को जोड़कर सकारात्मक आवेशित विश्लेष्य को विस्थापित किया जा सकता है। सामान्यतः महत्वपूर्ण विश्लेष्य को तब किसी तरह से चालकता या यूवी/दृश्य प्रकाश अवशोषण द्वारा पता लगाया जाना चाहिए।

आईसी प्रणाली को नियंत्रित करने के लिए सामान्यतः वर्णलेखन डेटा सिस्टम (सीडीएस) की आवश्यकता होती है। आईसी प्रणाली के अतिरिक्त, इनमें से कुछ सीडीएस गैस वर्णलेखन (जीसी) और एचपीएलसी को भी नियंत्रित कर सकते हैं।

झिल्लिका विनिमय वर्णलेखन

आयन विनिमय वर्णलेखन का एक प्रकार, झिल्लिका विनिमय मनका से भरे क्रमभंग^[33]^[34]के उपयोग की सीमाओं को पार करने के लिए शुद्धिकरण की अपेक्षाकृत नई विधि है। झिल्लिका क्रोमैटोग्राफिक^[35]^[36]उपकरण बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए सस्ते हैं और अन्य वर्णलेखन उपकरणों के विपरीत प्रयोज्य हैं जिन्हें अनुरक्षण और पुन: सत्यापन के लिए समय की आवश्यकता होती है। तीन प्रकार के झिल्लिका अवशोषक होते हैं जो सामान्यतः पदार्थों के पृथक्करण में उपयोग किए जाते हैं। तीन प्रकारों में फ्लैट शीट, खोखले फाइबर और रेडियल प्रवाह हैं। झिल्लिका वर्णलेखन के लिए सामान्य अवशोषक और सबसे उपयुक्त बहुल फ्लैट शीट हैं क्योंकि इसमें अधिक अवशोषक मात्रा होती है। इसका उपयोग व्यापक स्थानांतरण सीमाओं और दाब ह्रास, पर अभिभूत के लिए किया जा सकता है,^[37] ^[38] यह विषाणुओं, प्लाज्मिड डीएनए, और अन्य बड़े वृहदणु को अलग करने और शुद्ध करने के लिए विशेष रूप से लाभप्रद बनाता है। क्रमभंग आंतरिक छिद्रों के साथ सूक्ष्म मेम्ब्रेन से भरा होता है, जिसमें अवशोषित अंश होते हैं जो लक्ष्य प्रोटीन को बांध सकते हैं। अवशोषित झिल्लिका विभिन्न प्रकार की ज्यामिति और रसायन विज्ञान में उपलब्ध हैं जो उन्हें शुद्धिकरण और अंशांकन, सांद्रण, और स्पष्टीकरण के लिए उपयोग करने की अनुमति देती हैं जो दक्षता में मनका के उपयोग करने की 10 गुना है।^[39] झिल्लिका को झिल्लिका के पृथक्करण के माध्यम से निर्मित किया जा सकता है, जहां झिल्लिका को वर्गों में काटा जाता है और स्थिर किया जाता है। एक और आधुनिक विधि में जीवित कोशिकाओं का उपयोग सम्मिलित है जो एक समर्थन झिल्लिका से जुड़ी होती हैं और संकेतन अणुओं की अभिनिर्धारण और स्पष्टीकरण के लिए उपयोग की जाती हैं।^[40]

प्रोटीन पृथक्करण

प्रोटीन शुद्धि के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रारंभिक-पैमाने पर आयन एक्सचेंज कॉलम।

आयन विनिमय वर्णलेखन का उपयोग प्रोटीन पृथक्करण के लिए किया जा सकता है क्योंकि उनमें आवेशित कार्यात्मक समूह होते हैं। महत्वपूर्ण आयनों (इस स्थिति में आवेशित प्रोटीन) को आवेशित ठोस समर्थन पर अन्य आयनों (सामान्यतः एच + ) के लिए विनिमय किया जाता है। विलेय सामान्यतः एक तरल चरण में होते हैं, जो पानी में प्रवृत्त हो जाता है। उदाहरण के लिए पानी में प्रोटीन लें, जो एक तरल चरण होगा जो एक क्रमभंग से होकर पारित होती है। क्रमभंग को सामान्यतः ठोस चरण के रूप में जाना जाता है क्योंकि यह झरझरा सिंथेटिक कणों से भरा होता है जो एक विशेष आवेश के होते हैं। इन झरझरा कणों को मनका के रूप में भी संदर्भित किया जाता है, इन्हें आवेश करने के लिए एमिनेटेड (एमिनो समूह युक्त) या धातु के आयन हो सकते हैं। झरझरा पॉलिमर का उपयोग करके क्रमभंग निर्मित किया जा सकता है, 100,000 से अधिक वृहदणु के लिए झरझरा कण का इष्टतम आकार प्रायः 1 μm2 है। ऐसा इसलिए है क्योंकि छिद्रों के भीतर विलेय का धीमा प्रसार पृथक्करण गुणवत्ता को प्रतिबंधित नहीं करता है।^[41] आवेशित समूहों वाले मनका, जो नकारात्मक रूप से आवेशित प्रोटीन को आकर्षित करते हैं, को सामान्यतः ऋणायन विनिमय राल कहा जाता है। पीएच 7 (पानी का पीएच) पर नकारात्मक रूप से आवेशित पार्श्व शृंखला वाले अमीनो एसिड ग्लूटामेट और एस्पार्टेट हैं। नकारात्मक रूप से आवेशित मनकों को धनायन विनिमय राल कहा जाता है, क्योंकि सकारात्मक रूप से आवेशित प्रोटीन आकर्षित होंगे। पीएच 7 पर सकारात्मक रूप से आवेशित पार्श्व शृंखला वाले अमीनो एसिड लाइसिन, हिस्टिडाइन और आर्जिनिन हैं।^[42]

समविभवी बिंदु वह पीएच है जिस पर एक यौगिक - इस स्थिति में एक प्रोटीन - का कोई शुद्ध आवेश नहीं होता है। एक प्रोटीन का समविभवी बिंदु या पीआई, पार्श्व श्रृंखलाओं के पीकेए का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है, यदि अमीनो (सकारात्मक श्रृंखला) कार्बोक्सिल (नकारात्मक श्रृंखला) को रद्द करने में सक्षम है, तो प्रोटीन अपने पीआई पर होगा। पीएच 7 पर आवेश नहीं करने वाले प्रोटीन के लिए पानी के बजाय रोधक का उपयोग करना एक अच्छा विचार है क्योंकि यह प्रोटीन और मनकों के बीच आयनी पारस्परिक प्रभाव को परिवर्तित करने के लिए पीएच के परिचालन को सक्षम बनाता है।^[43] यदि पीएच क्रमशः उच्च या निम्न पर्याप्त है तो निर्बल अम्लीय या क्षारीय पक्ष श्रृंखलाएं आवेश करने में सक्षम होती हैं। प्रोटीन के प्राकृतिक समविभवी बिंदु के आधार पर पृथक्करण प्राप्त किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से एक पेप्टाइड टैग को प्रोटीन में आनुवंशिक रूप से जोड़ा जा सकता है ताकि प्रोटीन को अधिकांश प्राकृतिक प्रोटीनों से दूर एक समविभवी बिंदु दिया जा सके (उदाहरण के लिए, 6 आर्गिनिन एक धनायन विनिमय राल में बाध्य करने के लिए या 6 ग्लूटामेट्स एक ऋणायन-विनिमय राल जैसे डीईएई-सेफ़रोज़ में बाध्य करने के लिए )।

गतिशील प्रावस्था की आयनी शक्ति को बढ़ाकर क्षालन अधिक सूक्ष्म है। यह काम करता है क्योंकि गतिशील प्रावस्था से आयन स्थिर चरण पर स्थिर आयनों के साथ परस्पर प्रभाव करते हैं, इस प्रकार प्रोटीन से स्थिर चरण को "परिरक्षण" करते हैं, और प्रोटीन को क्षालित करते हैं।

आयन-विनिमय क्रमभंग से क्षालन एकल आवेश-क्रोमैटोफोकसिंग के परिवर्तनों के प्रति संवेदनशील हो सकती है। आयन-विनिमय वर्णलेखन विशिष्ट बहुतयी प्रोटीन समुच्चय के पृथक्करण में भी उपयोगी है, जो संख्या और आवेशित पेप्टाइड टैग की स्थिति दोनों के अनुसार विशिष्ट परिसरों की शुद्धि की अनुमति देता है।^[44]^[45]

गिब्स-डोनन प्रभाव

आयन विनिमय वर्णलेखन में गिब्स-डोनन प्रभाव देखा जाता है जब प्रयुक्त प्रतिरोधक का पीएच और आयन विनिमय एक पीएच इकाई तक भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, ऋणायन-विनिमय क्रमभंग में, आयन विनिमयक प्रोटॉन को निरस्त करते हैं, इसलिए क्रमभंग के पास रोधक का पीएच बाकी विलायक से अधिक होता है।^[46] फलस्वरूप, एक प्रयोगकर्ता को सावधान रहना होगा कि महत्वपूर्ण प्रोटीन स्थिर है और "वास्तविक" पीएच में सटीकता से आवेशित है।

यह प्रभाव दो समान आवेशित कणों के परिणामस्वरूप आता है, एक राल से और एक समाधान से, दोनों पक्षों के बीच ठीक से वितरित करने में विफल; एक आयन का दूसरे पर चयनात्मक उठाव होता है।^[47]^[48] उदाहरण के लिए, सल्फोनेटेड पॉलीस्टाइरीन राल में, एक धनायन विनिमय राल, हाइड्रोक्लोरिक एसिड रोधक के क्लोरीन आयन को राल में संतुलित करना चाहिए। यद्यपि, चूंकि राल में सल्फोनिक एसिड की सांद्रता अधिक होती है, एचसीएल के हाइड्रोजन में क्रमभंग में प्रवेश करने की कोई प्रवृत्ति नहीं होती है। यह, इलेक्ट्रोन्यूट्रलिटी की आवश्यकता के साथ मिलकर, राल में प्रवेश करने वाले हाइड्रोजन और क्लोरीन की न्यूनतम मात्रा की ओर जाता है।^[48]

उपयोग

नैदानिक उपयोगिता

अरेंजमेंट वर्णलेखन में आयन वर्णलेखन का उपयोग देखा जा सकता है।^{[citation needed]} सामान्यतः, एसिटिलीनिक और एथिलीनिक बंधन युक्त चांदी और यौगिकों में अधिक दुर्बल परस्पर क्रिया होती है। ओलेफिन यौगिकों पर इस प्रक्रिया का व्यापक रूप से परीक्षण किया गया है। चांदी के आयनों के साथ ओलेफ़िन बनाने वाले आयन परिसर निर्बल होते हैं और पाई, सिग्मा और डी ऑर्बिटल्स और उपलब्ध इलेक्ट्रॉनों के अतिव्यापीकरण के आधार पर बनाए जाते हैं इसलिए दोहरे बंधन में कोई वास्तविक परिवर्तन नहीं होता है। इस व्यवहार को चांदी के आयनों का उपयोग करके अलग-अलग संख्या में द्वि आबंध के साथ मिश्रण से लिपिड को मुख्य रूप से वसीय अम्ल से अलग करने के लिए युक्तियोजित किया गया था। आयन राल को चांदी के आयनों के साथ लगाया गया था, जो तब विभिन्न विशेषताओं के फैटी एसिड को क्षालित करने के लिए विभिन्न एसिड (सिलिसिक एसिड) में अनाश्रित थे।

क्षार धातु आयनों के लिए 1 माइक्रोन जितनी कम जांच सीमा प्राप्त की जा सकती है।^[49]इसका उपयोग एचबीए1सी, पोर्फिरिन और जल शोधन के मापन के लिए किया जा सकता है। आयन विनिमय राल (आईईआर) का व्यापक रूप से विशेषत: औषधियों में इसकी उच्च क्षमता और पृथक्करण प्रक्रिया की सरल प्रणाली के कारण उपयोग किया जाता है। किडनी डायलिसिस के लिए आयन विनिमय राल का उपयोग सिंथेटिक उपयोगों में से एक है। इस विधि का उपयोग सेल्युलोज मेंब्रेन कृत्रिम किडनी का उपयोग करके रक्त तत्वों को पृथक करने के लिए किया जाता है।^[50]आयन वर्णलेखन का एक अन्य नैदानिक अनुप्रयोग तीव्र ऋणायन विनिमय वर्णलेखन तकनीक है जिसका उपयोग ऑटोप्सी सामग्री (अधिकतर सीके समृद्ध ऊतक जैसे हृदय की मांसपेशी और मस्तिष्क का उपयोग किया जाता था) में स्रोत मानव सीरम और ऊतक से क्रिएटिन किनेज (सीके) आइसोएंजाइम को पृथक करने के लिए किया जाता है।^{[citation needed]} इन आइसोएंजाइमों में एमएम, एमबी और बीबी सम्मिलित हैं, जो सभी अलग-अलग अमीनो एसिड अनुक्रमों को देखते हुए एक ही कार्य करते हैं। इन आइसोएंजाइमों का कार्य एटीपी का उपयोग करके क्रिएटिन को एडीपी को निष्कासित करने वाले फॉस्फोस्रीटाइन में परिवर्तित करना है। लघु क्रमभंग डीईएई-सेफडेक्स ए-50 से भरे होते थे और आगे विभिन्न सांद्रता (प्रत्येक सांद्रता को लाभप्रद रूप से क्षालन में कुशलतापूर्वक कार्य करने के लिए चुना गया था) में त्रित-रोधक सोडियम क्लोराइड के साथ क्षालित किए जाते थे । पृथक्करण के लिए क्रमभंगो में मानव ऊतक का अर्क डाला गया था। कुल सीके गतिविधि देखने के लिए सभी अंशों का विश्लेषण किया गया और यह पाया गया कि सीके आइसोएंजाइम के प्रत्येक स्रोत में विशेष आइसोएंजाइम पाए गए। सर्वप्रथम, सीके-एमएम फिर सीके-एमबी, उसके बाद सीके-बीबी क्षालित किए गए थे। इसलिए, प्रत्येक नमूने में पाए जाने वाले आइसोएंजाइम का उपयोग स्रोत की पहचान करने के लिए किया जा सकता है, क्योंकि वे ऊतक विशिष्ट थे।

परिणामों से मिली सूचना का उपयोग करते हुए, रोगियों के निदान और प्रचुर मात्रा में गतिविधि में पाए जाने वाले सीके आइसोएंजाइम के प्रकार के बारे में सहसंबंध बनाया जा सकता है। खोज से, अध्ययन किए गए 71 रोगियों में से प्रायः 35 ह्रदयाघात (मायोकार्डिअल इन्फार्कशन) से पीड़ित थे, जिनमें सीके-एमएम और सीके-एमबी आइसोएंजाइम की प्रचुर मात्रा थी। निष्कर्ष आगे बताते हैं कि गुर्दे की विफलता, सेरेब्रोवास्कुलर रोग और फुफ्फुसीय रोग सहित कई अन्य निदानों में केवल सीके-एमएम आइसोएंजाइम पाया गया और कोई अन्य आइसोएंजाइम नहीं पाया गया। इस अध्ययन के परिणाम विभिन्न रोगों और पाए गए सीके आइसोएंजाइम के बीच सहसंबंध का संकेत देते हैं जो विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके पिछले परीक्षण परिणामों की पुष्टि करते हैं। इस अध्ययन और आयन वर्णलेखन के अनुप्रयोग के बाद से ह्रदयाघात के पीड़ितों में पाए जाने वाले सीके-एमबी के अध्ययन में विस्तार हुआ है।

औद्योगिक अनुप्रयोग

वर्ष 1975 से उद्योग की कई शाखाओं में आयन वर्णलेखन का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। मुख्य हितकारी लाभ विश्वसनीयता, बहुत अच्छी परिशुद्धता और सूक्ष्मता, उच्च चयनात्मकता, उच्च गति, उच्च पृथक्करण दक्षता और उपभोग्य सामग्रियों की कम लागत हैं। आयन वर्णलेखन से संबंधित सबसे महत्वपूर्ण विकास नए नमूने प्रस्तुत करने के तरीके हैं; विश्लेष्य पृथक्करण की गति और चयनात्मकता में सुधार; संसूचन की सीमा और परिमाणीकरण की सीमा को कम करना; अनुप्रयोगों के कार्यक्षेत्र का विस्तार; नए मानक तरीकों का विकास; लघुकरण और पदार्थों के नए समूह के विश्लेषण के कार्यक्षेत्र का विस्तार। वैद्युतलेपन अवगाह के विद्युत् अपघट्य और एकायत्त योगज के मात्रात्मक परीक्षण की अनुमति देता है।^[51] आयन विनिमय वर्णलेखन धीरे-धीरे ऋणायनी और धनायनी दोनों प्रकारों के संसूचन के लिए एक व्यापक रूप से ज्ञात, सार्वभौमिक तकनीक बन गई है। इस तरह के उद्देश्यों के लिए अनुप्रयोग विकसित किए गए हैं, या विकास के अधीन हैं, रुचि के विभिन्न क्षेत्रों, और विशेष रूप से, औषध उद्योग के लिए। औषध में आयन विनिमय वर्णलेखन का उपयोग अभी के वर्षों में बढ़ा है, और वर्ष 2006 में, आयन विनिमय वर्णलेखन पर एक अध्याय अधिकृत रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका फार्माकोपिया-नेशनल फॉर्मूलारी (यूएसपी-एनएफ) में जोड़ा गया था। इसके अतिरिक्त वर्ष 2009 में यूएसपी-एनएफ के विमोचन में संयुक्त राज्य अमेरिका फार्माकोपिया ने आयन वर्णलेखन के कई विश्लेषण उपलब्ध कराए, जिसमें दो तकनीकों चालकता का पता लगाने के साथ-साथ एम्परोमेट्रिक संसूचन का उपयोग किया गया। इन अनुप्रयोगों में से अधिकांश मुख्य रूप से औषध में अवशिष्ट सीमाओं को मापने और विश्लेषण करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिसमें ऑक्सालेट, आयोडाइड, सल्फेट, सल्फामेट, फॉस्फेट, साथ ही पोटेशियम और सोडियम सहित विभिन्न विद्युत् अपघट्य की सीमा का संसूचन सम्मिलित है। वर्ष 2009 में यूएसपी-एनएफ के कुल संस्करण में आधिकारिक तौर पर सक्रिय यौगिकों या सक्रिय यौगिकों के घटकों के विश्लेषण के लिए या तो चालकता का पता लगाने या पल्स एम्परोमेट्रिक पहचान का उपयोग करने के लिए पता लगाने के अट्ठाईस तरीके प्रस्तुत किए गए।^[52]

औषधि विकास

कफोत्सारक खांसी सूत्रीकरण में सोडियम, अमोनियम और पोटेशियम जैसे उद्धरणों का पता लगाने और मापने के लिए एक आयन वर्णलेखन प्रणाली का उपयोग किया जाता है।

भैषजीय औषधी के विश्लेषण में आईसी के अनुप्रयोग में रुचि बढ़ रही है। आईसी का उपयोग उत्पाद विकास और गुणवत्ता नियंत्रण परीक्षण के विभिन्न अवस्था में किया जाता है। उदाहरण के लिए, आईसी का उपयोग भैषजीय सक्रिय औषधी के अणुओं की स्थिरता और घुलनशीलता गुणों में सुधार के साथ-साथ कार्बनिक विलायक के लिए उच्च सहनशीलता वाले प्रणाली के संसूचन के लिए किया जाता है। विघटन परीक्षण के एक भाग के रूप में विश्लेषणों के निर्धारण के लिए आईसी का उपयोग किया गया है। उदाहरण के लिए, कैल्शियम विघटन परीक्षणों से पता चला है कि माध्यम में उपस्थित अन्य आयन आपस में और कैल्शियम आयन से भी अच्छी तरह से समाधित हो सकते हैं। इसलिए, समय के साथ घुलने वाली औषधी की मात्रा निर्धारित करने के लिए आईसी को गोलियों और कैप्सूल के रूप में औषधियों में नियोजित किया गया है।^[53]आईसी का व्यापक रूप से भैषजिक सूत्रण में उपयोग किए जाने वाले सहायक पदार्थों या निष्क्रिय अवयवों के संसूचन और मात्रा निर्धारित करने के लिए भी उपयोग किया जाता है। इन ध्रुवीय समूहों को आयन क्रमभंग में समाधित करने के कारण आईसी के माध्यम से ऐसे सूत्रण में चीनी और चीनी अल्कोहल का संसूचन किया गया है। औषधियों के पदार्थों और उत्पादों में अशुद्धियों के विश्लेषण में आईसी पद्धति भी स्थापित की गई। अशुद्धियाँ या कोई भी घटक जो औषधी रासायनिक इकाई का अंश नहीं हैं, उनका मूल्यांकन किया जाता है और वे औषधी की अधिकतम और न्यूनतम मात्रा के बारे में सूचना देते हैं जो प्रति दिन एक रोगी को दी जानी चाहिए।^[54]

यह भी देखें

ऋणायन-विनिमय वर्णलेखन
क्रोमैटोफोकसिंग
उच्च उत्पादन द्रव्य वर्णलेखन
समविभव बिंदु

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बाहरी संबंध

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निर्बल और प्रभावशाली आयन विनिमयक

विशिष्ट तकनीक

झिल्लिका विनिमय वर्णलेखन

प्रोटीन पृथक्करण

गिब्स-डोनन प्रभाव

उपयोग

नैदानिक उपयोगिता

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प्रोटीन पृथक्करण

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