Хроматография

Хроматография является эффективным методом разделения и анализа биологических систем и объектов окружающей среды, позволяющим разделять смесь практически любых веществ. Основоположником хроматографического метода и самого термина является русский ботаник М.С. Цвет, который в 1903 г. использовал этот метод для анализа и разделения хлорофилла.

Хроматография – физико-химический метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на многократно повторяющихся процессах сорбции и десорбции разделяемых веществ между подвижной и неподвижной фазами, что приводит к различию скорость движения этих веществ относительно неподвижной фазы.

Хроматография – современный и высокоэффективный метод, позволяет достаточно быстро и надежно определять содержание отдельных компонентов в смесях, концентрировать и идентифицировать эти компоненты. Она эффективна не только в химическом анализе, но и в химической технологии.

Классификация хроматографических методов

В зависимости от рассматриваемого признака хроматографического процесса различают следующие виды хроматографии.

По цели проведения:

– Аналитическая хроматография используется для качественного и количественного анализа смеси веществ

– Препаративная хроматография предназначена для выделения из смеси чистых компонентов или для очистки вещества от примесей.

По агрегатному состоянию подвижной фазы хроматографию подразделяют на газовую, жидкостную.

В газовой хроматографии подвижной фазой является газ, который называется газ-носитель, а неподвижной фазой – твердый гранулированный адсорбент или нелетучая жидкость, нанесенная на твердый носитель. Неподвижная фаза находится в колонке, а в случае капиллярной колонки роль неподвижной фазы выполняют ее стенки. Газовую хроматографию применяют для разделения летучих термически устойчивых веществ с молярной массой 200-300. Для проведения газовой хроматографии используют хроматограф.

В жидкостной хроматографии подвижной фазой является жидкость, как чистая, так и смесь разных жидкостей. Неподвижной фазой является твердый гранулированный адсорбент или тонкий слой жидкости, нанесенный на твердый носитель или содержащийся в нем. Жидкостная хроматография пригодна для разделения органических и неорганических веществ, включая термически неустойчивые, а также вещества с большой молярной массой.

По применяемой технике эксперимента жидкостная хроматография в зависимости от размещения неподвижной фазы делится на плоскостную (тонкослойную или бумажную) и объемную (колоночную).

В тонкослойной хроматографии в качестве твердой фазы используется силикагель, оксид алюминия, целлюлоза или другие полимеры, которые наносятся тонким слоем на пластинку. Вблизи нижнего края пластинки на слой сорбента наносят пятно анализируемой смеси, а рядом по горизонтали – пятна известных соединений-свидетелей. После высыхания пятен пластинку опускают в закрывающуюся камеру с подвижной фазой, которая поднимается по пластинке за счет капиллярных сил. Вместе с подвижной фазой по неподвижной фазе перемещаются нанесенные вещества, причем с разными скоростями, зависящими от их сорбционных свойств. Когда фронт подвижной фазы поднимется к верхнему краю пластинки, ее вынимают из камеры, высушивают и хроматограмму проявляют опрыскивая окрашивающим реагентом. Анализируемые вещества появляются пятнами.

Колоночная хроматография широко используется для количественного разделения смесей. В верхнюю часть колонки с сорбентом наносят анализируемую смесь и через слой сорбента медленно пропускают подвижную фазу. Этот процесс называют элюированием. Из-за разных адсорбционных свойств каждый компонент смеси имеет свое время удерживания, т.е. время прохождения через колонку. Последовательные порции элюента собирают в отдельные емкости, испаряют подвижную фазу, и получается чистый компонент.

Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) осуществляется с помощью специального хроматографа. В отличии от газовой хроматографии в этом случае через колонку с неподвижной фазой под давлением пропускается жидкая подвижная фаза. В остальном ВЭЖХ подобна газовой хроматографии.

По механизму разделения веществ хроматографию подразделяют на адсорбционную, распределительную, ионообменную, молекулярно-ситовую и биоспецифическую (аффинную).

В адсорбционной хроматографии вещества разделяются благодаря различию их констант адсорбции в системах газ – твердый адсорбент ли жидкость – твердый адсорбент.

В распределительнойхроматографии разделение веществ происходит вследствие различия констант распределения при адсорбции веществ из газовой или жидкой подвижной фазы жидкой неподвижной фазой, которая нанесена тонким слоем на твердый носитель.

В ионообменнойхроматографии разделение ионов основано на различии их констант ионного обмена между раствором и ионитом.

В молекулярно-ситовой хроматографии (устаревшее название гель-фильтрация) разделение смеси веществ происходит вследствие различий в размерах их частиц. В качестве неподвижной фазы используют вещества (цеолиты, декстриновые гели – сефадексы, гели агрозы – полисахариды из агар-агара, полиакриламидные гели), имеющие поры строго определенного размера. Молекулярно-ситовую хроматографию используют для выделения и очистки белков, нуклеиновых кислот и даже клеток (эритроцитов, лимфацитов).

Биоспецифическая хроматография основана на способности некоторых биологических субстратов избирательно взаимодействовать с определенными веществами, например фермента с субстратом, антигена с антителом, гормона с рецептором, благодаря чему достигается эффективная очистка.

Хроматография широко применяется в медицине для идентификации веществ, решения большого числа исследовательских, диагностических, клинических, токсикологических задач. Качественный и количественный анализ крови или мочи на присутствие в ней алкоголя, наркотиков, допинга. Дл диагностики заболеваний желчного пузыря, печени, сахарного диабета, нарушений сердечной деятельности, ЦНС т.д. определяют содержание жирных кислот в определенных физиологических средах.

Дата добавления: 2014-01-06