• Hvad er kromatografi?
• Typer af kromatografi
• Eksempler på kromatografi

Vi forklarer, hvad kromatografi er, hvordan det bruges til at adskille blandinger, hvad dets faser er, hvilke typer der findes og eksempler.

Kromatografi gør det muligt at adskille og identificere komponenterne i en blanding.

Hvad er kromatografi?

Kromatografi er en blandingsadskillelsesmetode kompleks, som er meget udbredt i forskellige grene af videnskab. Det kan bruges til at kvantificere, identificere og adskille komponenterne i en blanding. For at gøre dette bruger den princippet om selektiv tilbageholdelse, som består af den forskellige opførsel af komponenterne i en blanding på en specifik understøtning (såsom et papir, en gas, en væske, en harpiks) og en flydende eller gasformig fase, der strømmer gennem understøtningen.

På denne måde anvender kromatografi forskellige teknikker, der udnytter forskellene i hver komponents retentionshastighed og kan adskille, identificere og kvantificere dem.

I mange tilfælde nøglen adsorption (forskellig fra absorption, som refererer til diffusionen af ​​en komponent fra en fase til en anden), et begreb, der refererer til den proces, hvorved partiklerne tilbageholdes på en overflade. Ifølge forskellen i adsorptionshastigheder på en bærer og affiniteten for denne bærer af komponenterne i blandingen, kan de adskilles og derefter kvantificeres eller identificeres.

Generelt er alle typer kromatografi afhængige af en række instrumenter, kemiske forbindelser og bestemt teknologi. På grund af dette er det vigtigt at kende nogle begreber for at forstå driften af ​​kromatografiske teknikker:

• Stationær fase. Det er et stof, der forbliver ubevægeligt, mens kromatografien kører.
• Mobil fase. Det er stoffet, der bevæger sig under kromatografi. Det kan være en væske eller en gas. Prøven, der indeholder analytten, indgives i den mobile fase.
• Analytter. Det er de stoffer, der skal adskilles, kvantificeres og/eller identificeres ved hjælp af kromatografi, det vil sige, de er de stoffer, der skal analyseres.
• Viser sig. Det er blandingen, der skal analyseres. Det kan bestå af en eller flere analytter og andre komponenter, som måske ikke er af interesse, hvorfra analytterne vil blive adskilt.
• Holde tid. Det er den tid, det tager for en analyt at passere fra kolonnen eller systemet, som den mobile fase passerer igennem, til detektoren (udstyr, der kan give et detektionssignal ved hjælp af en eller anden egenskab ved analytten).
• Selektivitet. Det er evnen til at differentiere hver komponent i blandingen.
• Eluent Det refererer også til den mobile fase, når den forlader den kromatografiske søjle.

Den kromatografiske metode består i at inokulere en prøve i en stationær fase eller mobil fase (afhængigt af typen af ​​kromatografisk teknik). Så, hvis for eksempel den mobile fase er den, der indeholder prøven, passerer den gennem en bestemt stationær fase.

Adskillelsen af ​​analytterne vil afhænge af affiniteten af ​​hver af komponenterne for både den stationære fase og den mobile fase. Afhængigt af deres natur, nogle stoffer de vil have tendens til at bevæge sig med den mobile fase og andre til at forblive på den stationære fase.

Typer af kromatografi

Afhængigt af den anvendte teknologi, arten af ​​støtten (stationær fase) og det mobile stof (mobil fase), kan følgende typer kromatografi differentieres:

• Kromatografi på papir. Den stationære fase består af en filterpapirstrimmel. Prøven, der skal analyseres, placeres som en dråbe på den ene ende af papiret. Derefter nedsænkes papirstrimlen i en beholder, hvor den mobile fase er placeret, idet der tages højde for, at den ende, hvor prøven er placeret, er i bunden af ​​papiret. Den mobile fase stiger ved kapillaritet, trækker prøven med sig og adskiller hver komponent i henhold til dens affinitet for den stationære fase. Denne type kromatografi bruges hovedsageligt, når hver komponent i prøven har en farve anderledes, så kan du se visningen af ​​farver på papiret for at identificere dem.
• Tyndtlagskromatografi. Betjeningen af ​​denne teknik svarer til papirkromatografi, men i dette tilfælde bygges den stationære fase ved at afsætte en polær harpiks (næsten altid silicagel) på en glas- eller aluminiumsplade. En vis mængde af prøven placeres 1 cm fra den nederste kant af pladen. Denne plade nedsænkes derefter, idet man husker på, at den ende, der indeholder prøven, skal være nede, i en beholder, der indeholder den mobile fase. Den mobile fase stiger ved kapillærvirkning og adskiller prøvens komponenter.
  
• Søjlekromatografi. Den stationære fase placeres inde i en søjle, der blandt andet kan være lavet af glas eller rustfrit stål. Den mobile fase kan være flydende eller gasformig. Prøven placeres i toppen af ​​søjlen og får lov til at falde ned med den mobile fase ved hjælp af tyngdekraft. Således kan søjlekromatografi klassificeres som:
  • Faststof-væske kromatografi. Den stationære fase er solid og mobilen er flydende.
  • Væske-væskekromatografi. Begge faser er væske.
  • Væske-gaschromatografi. Den stationære fase er flydende og den mobile fase er soda.
  • Fastgaskromatografi. Den stationære fase er et fast stof, og den mobile er gasformig.

På den anden side, under hensyntagen til typen af ​​interaktion af analytten mellem de stationære og mobile faser, har vi følgende typer kromatografi:

• Adsorptionskromatografi. I denne type kromatografi er den stationære fase et fast stof, mens den mobile fase er en væske. Stoffet, der danner den stationære fase, kan være aluminiumoxid (Al2O3), silica (SiO2) eller ionbytterharpikser (matricer, der har elektrostatisk aktive steder, på grund af hvilke analytten tilbageholdes i dem ved elektrostatisk interaktion). Den mobile fase kan bestå af en opløsningsmiddel eller en blanding af opløsningsmidler. Nogle komponenter i blandingen vil blive tilbageholdt med større kraft end andre, på denne måde sker adskillelsen.
• Partitionskromatografi. Det sker, når adskillelsen af ​​analytterne fra blandingen sker på grund af forskelle i deres opløseligheder eller polariteter mellem den stationære fase og den mobile fase, idet begge faser er ublandbar væske. Teknologien med stationære faser er avanceret, og der er allerede forskellige væsker indlejret i faste stoffer og harpikser, der bruges til dette formål. I denne forstand er der to typer kormatografi afhængigt af polariteten af ​​den stationære fase og den mobile fase:
  • I normal fase. Den stationære fase er polær, og den mobile fase er apolær.
  • I omvendt fase. Den stationære fase er apolær, og den mobile fase er polær.
• Ionbytningskromatografi. Når den stationære fase er fast og har ioniserbare funktionelle grupper, det vil sige ladede, som er i stand til at udveksle deres ladning med analytten. Det kan klassificeres i:
  • Kationbytterkromatografi. Den stationære fase indeholder negativt ladede funktionelle grupper, derfor bevarer den kationer (positivt ladede).
  • Anionbytningskromatografi. Den stationære fase indeholder positivt ladede funktionelle grupper og bevarer således (negativt ladede) anioner.
• Størrelsesudelukkelseskromatografi. Den stationære fase er et porøst materiale, hvorigennem analytter eluerer, afhængigt af deres størrelse. I denne type kromatografi er der ingen form for fysisk eller kemisk interaktion mellem analytterne og den stationære fase. Større analytter eluerer først, det vil sige, at de ikke tilbageholdes i den stationære fase. Mens de mindre analytter fanges i porerne i den stationære fase og forlader den, når den mobile (flydende) fase passerer.
  

Med fremrykning af viden og teknologi, kromatografiske teknikker blev perfektioneret, og hver gang har det været muligt at adskille, identificere og kvantificere mere nøjagtigt de stoffer, der er til stede i en blanding. To eksempler på avanceret kromatografi er HPLC (High Performance Liquid Chromatography) og GC (gaschromatografi).

• HPLC. Den består af en type søjlekromatografi, men hvis mobile fase pumpes ved høje tryk gennem den stationære fase inde i søjlen. Anvendelsen af ​​et højt tryk reducerer diffusionen af ​​analytterne gennem den stationære fase og opnår dermed bedre resultater, udover at reducere arbejdstiden.
• GC. Den mobile fase er en gas, og den stationære fase kan være et fast stof eller en væske. Prøven fordamper, før den sprøjtes ind i den kromatografiske søjle, da den skal være gasformig, for at bæregassen kan transportere den.

Eksempler på kromatografi

For at analysere blod adskilles dets komponenter gennem kromatografi.

Nogle dagligdags eksempler på anvendelse af kromatografi er:

• Spildt vin på en hvid dug. En ulykke ved middagstid vil give os mulighed for at observere, hvornår vinen tørrer ved kontakt med luft, de forskellige stoffer, der udgør det. Hver af dem vil farve det hvide af stoffet i en anden tone eller farve, og de kan identificeres separat, hvilket normalt ville være umuligt.
• Blodprøve. Kromatografi af blodprøver udføres ofte for at identificere de stoffer, der er indeholdt i det, som normalt er umærkelige, da det er en meget kompleks blanding. For at gøre dette, farven, som blodet reflekterer på en støtte eller udsat for en lys bestemt.
• Urinprøver. Ligesom blod er urin en blanding af forskellige forbindelser, nogle faste stoffer og andre væsker, hvis tilstedeværelse eller fravær kan afsløre detaljer om, hvordan kroppen fungerer. Kromatografisk adskillelse kan udføres for at opdage usædvanlige rester, såsom blod, salte, glukose eller ulovlige stoffer.
• Gennemgang af et gerningssted. Noget, som vi ofte ser i film: Forskere tager stoffer, fibre, stoffer eller andre understøtninger og observerer adskillelsen ved at klæbe de forskellige stoffer, der er spildt på dem, såsom sæd eller blod, selv når de med det blotte øje kunne passere ubemærket.
• Sanitetskontrol af fødevarer. Forudsat at specialister i mad kender reaktionen af ​​fødevarekomponenter, når de udsættes for et kromatografisk spektrum, kan denne teknik bruges til at detaljere i en prøve, hvis der er en form for ukorrekt stof i dem, et produkt af mikrobielle midler eller en form for forurening, før han produkt gå på markedet og sætte ind risiko det Sundhed fra folket.