• Kas ir hromatogrāfija?
• Hromatogrāfijas veidi
• Hromatogrāfijas piemēri

Mēs izskaidrojam, kas ir hromatogrāfija, kā to izmanto maisījumu atdalīšanai, kādas ir tās fāzes, kādi veidi pastāv un piemēri.

Hromatogrāfija ļauj atdalīt un identificēt maisījuma sastāvdaļas.

Kas ir hromatogrāfija?

Hromatogrāfija ir a maisījumu atdalīšanas metode komplekss, ko plaši izmanto dažādās nozarēs zinātne. To var izmantot, lai kvantitatīvi noteiktu, identificētu un atdalītu maisījuma sastāvdaļas. Lai to izdarītu, tiek izmantots selektīvās saglabāšanas princips, kas sastāv no komponentu atšķirīgās uzvedības. maisījums uz konkrēta balsta (piemēram, papīra, gāzes, šķidruma, sveķiem) un šķidras vai gāzveida fāzes, kas plūst caur balstu.

Tādā veidā hromatogrāfijā tiek izmantotas dažādas metodes, kas izmanto katra komponenta aiztures ātruma atšķirības un var tās atdalīt, identificēt un kvantitatīvi noteikt.

Daudzos gadījumos atslēga adsorbcija (atšķiras no absorbcija, kas attiecas uz komponenta difūziju no vienas fāzes uz otru), jēdziens, kas attiecas uz procesu, kurā daļiņas tiek noturētas uz virsmas. Atbilstoši atšķirībai starp maisījuma komponentu adsorbcijas ātrumu un afinitāti pret šo balstu, tās var atdalīt un pēc tam kvantitatīvi noteikt vai identificēt.

Kopumā visi hromatogrāfijas veidi ir atkarīgi no vairākiem instrumentiem, ķīmiskie savienojumi un noteica tehnoloģija. Tādēļ, lai izprastu hromatogrāfijas metožu darbību, ir svarīgi zināt dažus jēdzienus:

• Stacionārā fāze. Tā ir viela, kas hromatogrāfijas darbības laikā paliek nekustīga.
• Mobilā fāze. Tā ir viela, kas pārvietojas hromatogrāfijas laikā. Tas var būt šķidrums vai gāze. Paraugu, kas satur analizējamo vielu, ievada mobilajā fāzē.
• Analīti. Tās ir vielas, kuras tiks atdalītas, kvantificētas un/vai identificētas, izmantojot hromatogrāfiju, tas ir, tās ir vielas, kuras tiks analizētas.
• Izrādes. Tas ir maisījums, kas jāanalizē. To var veidot viens vai vairāki analīti un citi komponenti, kas var būt neinteresanti, no kuriem tiks atdalīti analīti.
• Turēšanas laiks. Tas ir laiks, kas nepieciešams, lai analizējamā viela nonāktu no kolonnas vai sistēmas, caur kuru iet kustīgā fāze, uz detektoru (iekārtu, kas var dot noteikšanas signālu, izmantojot kādu no analizējamās vielas īpašībām).
• Selektivitāte. Tā ir spēja atšķirt katru maisījuma sastāvdaļu.
• Eluents Tas attiecas arī uz kustīgo fāzi, kad tā iziet no hromatogrāfijas kolonnas.

Hromatogrāfiskā metode sastāv no parauga inokulācijas stacionārā vai mobilā fāzē (atkarībā no hromatogrāfijas tehnikas veida). Tad, ja, piemēram, mobilā fāze ir tā, kas satur paraugu, tā iet cauri noteiktai stacionārai fāzei.

Analītu atdalīšana būs atkarīga no katra komponenta afinitātes gan pret stacionāro, gan kustīgo fāzi. Atkarībā no to rakstura daži vielas tiem būs tendence pārvietoties kopā ar mobilo fāzi, bet citiem palikt stacionārajā fāzē.

Hromatogrāfijas veidi

Atkarībā no izmantotās tehnoloģijas, nesēja rakstura (stacionārā fāze) un kustīgās vielas (kustīgā fāze) var izšķirt šādus hromatogrāfijas veidus:

• Hromatogrāfija uz papīra. Stacionāro fāzi veido filtrpapīra sloksne. Analizējamo paraugu kā pilienu novieto papīra vienā galā. Pēc tam papīra strēmeli iegremdē traukā, kurā atrodas kustīgā fāze, ņemot vērā, ka gals, kurā novietots paraugs, atrodas papīra apakšā. Mobilā fāze paceļas ar kapilāru, velkot paraugu ar to un atdalot katru komponentu atbilstoši tā afinitātei pret stacionāro fāzi. Šāda veida hromatogrāfiju galvenokārt izmanto, ja katrai parauga sastāvdaļai ir a krāsa atšķiras, tad uz papīra varat redzēt krāsu attēlojumu, lai tās identificētu.
• Plānslāņa hromatogrāfija. Šīs tehnikas darbība ir līdzīga papīra hromatogrāfijai, taču šajā gadījumā stacionāro fāzi veido, uz stikla vai alumīnija plāksnes uzklājot polāros sveķus (gandrīz vienmēr silikagelu). Noteiktu daudzumu parauga novieto 1cm no plāksnes apakšējās malas. Pēc tam šo plāksni iegremdē, paturot prātā, ka galam, kurā ir paraugs, jābūt uz leju traukā, kurā ir kustīgā fāze. Kustīgā fāze paceļas ar kapilāru darbību, atdalot parauga sastāvdaļas.
  
• Kolonnu hromatogrāfija. Stacionārā fāze ir ievietota kolonnas iekšpusē, kas var būt izgatavota no stikla vai nerūsējošā tērauda, ​​kā arī citiem materiāliem. Kustīgā fāze var būt šķidra vai gāzveida. Paraugu novieto kolonnas augšpusē un ļauj nolaisties līdzi kustīgajai fāzei, izmantojot smagums. Tādējādi kolonnu hromatogrāfiju var klasificēt šādi:
  • Cieto šķidrumu hromatogrāfija. Stacionārā fāze ir ciets un mobilais ir šķidrs.
  • Šķidruma-šķidruma hromatogrāfija. Abas fāzes ir šķidrums.
  • Šķidrumu-gāzu hromatogrāfija. Stacionārā fāze ir šķidra, un kustīgā fāze ir soda.
  • Cieto gāzu hromatogrāfija. Stacionārā fāze ir cieta, un mobilā fāze ir gāzveida.

No otras puses, ņemot vērā analizējamās vielas mijiedarbības veidu starp stacionāro un kustīgo fāzi, mums ir šādi hromatogrāfijas veidi:

• Adsorbcijas hromatogrāfija. Šāda veida hromatogrāfijā stacionārā fāze ir cieta viela, bet kustīgā fāze ir šķidrums. Viela, kas veido stacionāro fāzi, var būt alumīnija oksīds (Al2O3), silīcija dioksīds (SiO2) vai jonu apmaiņas sveķi (matricas, kurām ir elektrostatiski aktīvas vietas, kuru dēļ analizējamā viela tiek aizturēta elektrostatiskās mijiedarbības rezultātā). Mobilo fāzi var veidot a šķīdinātājs vai šķīdinātāju maisījums. Dažas maisījuma sastāvdaļas tiks noturētas ar lielāku spēku nekā citas, tādējādi notiek atdalīšanās.
• Sadalījuma hromatogrāfija. Tas notiek, ja analizējamās vielas atdalās no maisījuma to šķīdības vai polaritātes atšķirību dēļ starp stacionāro fāzi un kustīgo fāzi, kur abas fāzes ir nesajaucamas šķidras. Stacionāro fāžu tehnoloģija ir attīstījusies, un šim nolūkam jau ir dažādi šķidrumi, kas iestrādāti cietās vielās un sveķos. Šajā ziņā ir divu veidu kormatogrāfija atkarībā no stacionārās un mobilās fāzes polaritātes:
  • Normālā fāzē. Stacionārā fāze ir polāra, bet kustīgā fāze ir apolāra.
  • Apgrieztā fāzē. Stacionārā fāze ir apolāra, un kustīgā fāze ir polāra.
• Jonu apmaiņas hromatogrāfija. Ja stacionārā fāze ir cieta un tajā ir jonizējamās funkcionālās grupas, tas ir, lādētas, kas spēj apmainīt lādiņu ar analizējamo vielu. To var iedalīt:
  • Katjonu apmaiņas hromatogrāfija. Stacionārā fāze satur negatīvi lādētas funkcionālās grupas, tāpēc tā saglabā katjonus (pozitīvi lādētus).
  • Anjonu apmaiņas hromatogrāfija. Stacionārā fāze satur pozitīvi lādētas funkcionālās grupas, tādējādi saglabājot (negatīvi lādētus) anjonus.
• Izmēru izslēgšanas hromatogrāfija. Stacionārā fāze ir porains materiāls, caur kuru analizējamās vielas eluē atkarībā no to izmēra. Šāda veida hromatogrāfijā starp analizējamajām vielām un stacionāro fāzi nav fiziskas vai ķīmiskas mijiedarbības. Lielākas analizējamās vielas vispirms eluē, tas ir, tās nepaliek stacionārajā fāzē. Kamēr mazākās analizējamās vielas tiek iesprostoti stacionārās fāzes porās un atstāj to, pārvietojoties (šķidrajai) fāzei.
  

Ar avansu zināšanas un tehnoloģija, hromatogrāfijas metodes tika pilnveidotas, un katru reizi ir bijis iespējams atdalīt, identificēt un precīzāk noteikt maisījumā esošās vielas. Divi uzlabotas hromatogrāfijas piemēri ir HPLC (augstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfija) un GC (gāzu hromatogrāfija).

• HPLC. Tas sastāv no kolonnas hromatogrāfijas veida, bet kura kustīgā fāze tiek sūknēta augstā spiedienā caur stacionāro fāzi kolonnas iekšpusē. Augsta spiediena pielietošana samazina analizējamo vielu difūziju stacionārajā fāzē, tādējādi panākot labākus rezultātus, papildus samazinot darba laiku.
• GC. Mobilā fāze ir gāze, un stacionārā fāze var būt cieta vai šķidra. Pirms injicēšanas hromatogrāfijas kolonnā paraugs iztvaiko, jo tam ir jābūt gāzveidam, lai nesējgāze to varētu transportēt.

Hromatogrāfijas piemēri

Lai analizētu asinis, to sastāvdaļas tiek atdalītas ar hromatogrāfiju.

Daži ikdienas hromatogrāfijas pielietošanas piemēri ir:

• Izlijis vīns uz balta galdauta. Negadījums vakariņu laikā ļaus mums novērot, kad vīns izžūst, saskaroties ar gaiss, dažādas vielas, kas to veido. Katrs nokrāsos auduma balto toni citā tonī vai krāsā, un tos var identificēt atsevišķi, kas parasti nebūtu iespējams.
• Asinsanalīze. Asins paraugu hromatogrāfija bieži tiek veikta, lai identificētu tajos esošās vielas, kuras parasti ir nemanāmas, jo tas ir ļoti sarežģīts maisījums. Lai to izdarītu, krāsa, ko asinis atspoguļo uz atbalsta vai pakļautas a gaisma specifisks.
• Urīna testi. Tāpat kā asinis, arī urīns ir dažādu savienojumu, dažu cietvielu un citu šķidrumu maisījums, kuru klātbūtne vai neesamība var atklāt sīkāku informāciju par ķermeņa darbību. Hromatogrāfisko atdalīšanu var veikt, lai noteiktu neparastas atliekas, piemēram, asinis, sāļus, glikozi vai nelegālas vielas.
• Pārskats par nozieguma vietu. Kaut kas tāds, ko mēs bieži redzam filmās: pētnieki ņem audumus, šķiedras, audumus vai citus balstus un novēro atdalīšanos, pielīpoties dažādām uz tiem izlijušajām vielām, piemēram, spermai vai asinīm, pat ja ar neapbruņotu aci tie varētu tikt nepamanīti.
• Pārtikas sanitārās pārbaudes. Pieņemot, ka speciālisti in ēdiens zina pārtikas sastāvdaļu reakciju, kad tās tiek pakļautas hromatogrāfiskajam spektram, šo paņēmienu var izmantot, lai paraugā detalizētu informāciju, ja tajos ir kāda veida nepareiza viela, mikrobu aģentu produkts vai kāda veida piesārņojums, pirms viņš produkts aizej uz tirgu un ieliec risks uz Veselība no tautas.