في هذا المنشور عبارة عن شرح مبسط لمفهوم الشفط الكيميائي وكيفية عمله في كروماتوغرافيا التبادل الأيوني، وبيان دور محلول الإزاحة في الإزالة الكيميائية.
ما هو الشفط الكيميائي (Elution)؟
الشفط أو الإزالة الكيميائية تعني تحرير الأيونات أو الجزيئات التي كانت محتبسة أو مرتبطة بالراتنج الموجود في العمود، بحيث تتحرك مع السائل وتخرج من العمود.
كيف يحدث الشفط في كروماتوغرافيا التبادل الأيوني؟
- أولًا: عندما تضخ العينة، الأيونات المشحونة الموجودة في العينة (مثل +Na أو -Cl) ترتبط بمواقع شحنات معاكسة على الراتنج داخل العمود.
- ثانيًا: بعد الارتباط، تضخ محلولًا يسمى محلول الإزاحة (Eluent) عبر العمود.
ماذا يفعل محلول الإزاحة؟
- يحتوي على أيونات قوية أو بتركيز أعلى من أيونات العينة.
- هذه الأيونات تتنافس مع الأيونات المرتبطة بالراتنج.
- تقوم الأيونات في المحلول بإزاحة الأيونات المرتبطة، وتحريرها إلى السائل المتدفق.
نتيجة ذلك:
الأيونات التي كانت مرتبطة بالعمود تنفصل (تفك ارتباطها) وتخرج مع السائل المتدفق إلى الكاشف ثم إلى وعاء الفضلات أو التجميع.
هل تتم الإزالة بالغسل فقط؟
نعم، يتم "غسل" الأيونات المرتبطة باستخدام محلول الإزاحة، إما عن طريق:
- رفع تركيز الأيونات في المحلول (تركيز أعلى = قوة أكبر في الإزاحة).
- أو تغيير نوع الأيونات إلى أيونات أقوى ارتباطًا بالراتنج.
- أو أحيانًا تعديل درجة الحموضة (pH) إذا كانت العملية تعتمد على تغيّر الشحنة بحسب pH.
مثال بسيط:
راتنج تبادل أيوني يحمل شحنات سالبة (مثل -SO₃⁻).
يرتبط به أيون موجب مثل +Na⁺.
عندما تضخ محلولًا فيه تركيز عالٍ من +K⁺ (أيونات البوتاسيوم)، فإن +K⁺ يزيح +Na⁺ من الراتنج لأن تنافسه أعلى، فيتحرر +Na⁺ ويندفع مع السائل.
باختصار:
الشفط (Elution) يعني غسل الأيونات المرتبطة بواسطة أيونات أخرى قادرة على دفعها للتحرر من الراتنج والخروج مع السائل.