Kromatografija

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Frakcije klorofila, ločene s papirno kromatografijo

Kromatografíja je družina tehnik analitične kemije za ločevanje zmesi. Pri kromatografiji vzorec v »gibljivi fazi«, pogosto v toku topila, spustimo skozi »stacionarno fazo«. Slednjo sestavlja snov, ki nudi upor komponentam raztopine vzorca. Praviloma ima vsaka komponenta zmesi karakteristično separacijsko hitrost, na podlagi katere lahko določimo komponente, ki sestavljajo prvotno zmes.

Kromatograf je priprava, ki zmes, katero nosi kapljevina ali plin, loči na posamezne komponente na podlagi njihovih različnih separacijskih hitrosti v stacionarni tekoči ali trdni fazi. Različne tehnike za separacijo kompleksnih zmesi temeljijo na diferencialnih afinitetah snovi v plinasti ali tekoči gibljivi fazi in za stacionarno absorpcijsko sredstvo, skozi katero potujejo, takšna sredstva so npr. papir, želatina ali magnezijev silikat.

Uporabo kromatografskih postopkov za določevanje identitete in koncentracije molekul v zmesi imenujemo analitična kromatografija, za pripravo večjih količin čistih snovi posamezne molekulske vrste pa preparativna kromatografija. Večina članka je posvečena analitični kromatografiji.

Poznamo papirno (separativno) in kolonalno (preparativno) kromatografijo.

Kromatografski izrazi[uredi | uredi kodo]

Analit je snov, ki se loči med kromatografijo. Po navadi gre za snov, ki jo želimo dobiti iz zmesi.

Analitična kromatografija se uporablja za ugotavljanje prisotnosti in po možnosti tudi koncentracije analita v vzorcu.

Vezana faza je stacionarna faza, ki je kovalentno vezana na podporne delce ali notranjo steno kolonske cevi.

Kromatogram je predstavitev rezultatov kromatografije v obliki diagrama, V primeru optimalne ločbe, različni vrhovi ali vzorci na kromatogramu ustrezajo različinim komponentam ločene zmesi.

Na x-osi je naveden retencijski čas, na y-osi pa signal (pridobljen npr z spektofotomerom ali kakšnim drugim detektorjem), ki ustreza odzivu, ki ga ustvarijo analiti, ko zapuščajo sistem. V primeru optimalne ločbe, je signal sorazmeren koncentraciji specifičnega analita, ki se je ločil.

Kromatograf je naprava za izvajanje kromatografije, npr. plinski kromatograf, tekočinski kromatograf.

Kromatografija so analizni ali tehnološki postopki za ločevanje, čiščenje ali izolacijo posameznih komponent iz raztopin ali plinov na trdnem nosilcu na podlagi razlik v fizikalno-kemičnih lastnostih. Pri kromatografiji imamo stacionarno fazo, in mobilno fazo, ki se giblje v določeni smeri.

Eluat je mobilna faza, ki zapušča kolono

Eluent .je topilo, ki nosi analit.

Eluotropna serija je seznam topil rangiranih glede na njihovo elucijsko moč.

Imobilizirana faza je stacionarna faza, ki je imobilizirana na podporne delce ali notranjo steno kolonske cevi.

Mobilna faza je faza, ki se giblje v določeno smer. Lahko je tekočina, plin, ali superkritična tekočina. Mobilna vaza je sestavljena iz vzorca, ki ga ločujemo oz. analiziramo in topila, ki potiska vzorec skozi kolono. V primeru HPLC kromatografije, mobilna vaza vsebuje nepolarna topila (npr. heksan) v primeru normalno fazne kromatografije ali pa polarna topila v primeru reverzno fazne kromatografije. Mobilna faza potuje skozi kolono (stacionarno fazo), kjer vzorec tvori interakcije z stacionarno fazo.

Preparativna kromatografija je kromatografija, ki se uporablja za čiščenje zadostnih količin snovi za nadaljnjo uporabo.

Retencijski čas je karakteristični čas, ki ga določen analit potrebuje da prepotuje skozi kolono do detektorja.

Vzorec je zadeva(stvar), ki se analizira pri kromatografiji. Lahko vsebuje eno samo komponento, ali pa gre za zmes komponent. Ko analiziramo vzorec, fazo oz. faze, ki vsebujejo analite, ki nas zanimajo, imenujemo vzorec, vse ostalo pa odpadne snovi.

Topljenec imenujemo komponente vzorca pri porazdelitveni kromatografiji.

Topilo splošno imenujemo katerokoli snov, ki je sposobna raztapljanja neke druge snovi, v kromatografiji pa mislimo predvsem na mobilno fazo pri tekočinski kromatografiji.

Stacionarna faza je snov, ki je med postopkom kromatografije fiksirana. Analiti iz mobilne faze tvorijo interakcije s stacionarno fazo. Komponente mobilne faze, ki tvorijo s stacionarno fazo močnejše interakcije se na njej zadržujejo dalj časa in na podlagi tega pride do ločbe različnih komponent vzorca. Primer stacionarne faze je silica gel pri tankoplastni kromatografiji.

Detektor imenujemo instrument, ki se uporablja za določanje kvantitativnih in kvalitativnih lastnosti analita po ločbi.

Delitev kromatografije glede na lego stacionarne faze[uredi | uredi kodo]

Lega v koloni (tridimenzionalna)[uredi | uredi kodo]

Kolonska kromatografija[uredi | uredi kodo]

Kolonska kromatografija je ločitvena metoda, pri kateri je stacionarna faza v cevi. Stacionarna faza lahko zavzema celoten notranji volumen kolonske cevi(zaprta kolona), ali pa je nanešena na notranjo steno cevi, in tako pušča odprto pot za mobilno fazo (odprta kolona). Razlike v hitrosti gibanja skozi medij, so izračunane za različne retencijske čase vzorca.

Če uporabimo  tlačilko ali stisnjen plin(npr argon, dušik), da  ustvarimo pritisk, da topilo potisnemo skozi kolono, bomo pospešili in izboljšali separacijo. Prav tako bomo s tem porabili manj topila.

Lega v obliki tanke plasti(dvodimenzionalna)[uredi | uredi kodo]

Papirna kromatografija[uredi | uredi kodo]

Papirna kromatografija je tehnika, pri kateri kanemo kapljico ali linijo vzorčne raztopine na papirni trak. Papir nato damo v kadičko, ki vsebuje plitvo plast topila in jo zapremo. Topilo nato potuje po papirju in se sreča z vzorčno razopino, ki začne potovati po papirju skupaj s topilom. Papir je narejen iz celuloze, ki je polarna, spojine v vzorcu pa potujejo tem dlje, tem bolj so nepolarne. Bolj polarne spojine se prej povežejo s celuloznim papirjem, zato ne potujejo tako daleč.

Tankoplastna kromatografija (TLC)[uredi | uredi kodo]

Tankoplastna kromatografija se pogosto uporablja v laboratorijskem delu, in je podobna papirni kromatografiji. Tu se namesto papirja kot stacionarne faze uporablja tanka plast adsorbenta (npr. silica gel, aluminijev oksid ali celuloza) na inertnem substratu. V primerjavi s papirjem ima prednosti zaradi hitrejše in boljše separacije, ter možnosti izbere različnih adsorbentov. Za še boljše rezultate in za kvantitativno vrednotenje lahko uporabimo tudi  tankoplastno kromatografijo visoke ločljivosti(HPTLC).

Delitev kromatografije glede na agregatno stanje mobilne faze[edit][uredi | uredi kodo]

Plinska kromatografija[uredi | uredi kodo]

Plinska kromatografija(GC) je separacijska metoda, kjer je mobilna faza plin. Plinska kromatografija je vedno kolonska, po navadi zaprta ali kapilarna. Zaprte kolone so pogosto v uporabi in lažje ter cenejše za uporabo, poleg tega pa pogosto dajo ustrezne rezultate. Kapilarne kolone načeloma dajejo boljšo resolucijo in zato kljub temu, da so dražje postajajo vse bolj pogosto uporabljene, še posebej za kompleksne zmesi. Oba tipa kolon sta narejena iz

ne-adsorbantnih in kemijsko inertnih materialov. Najbolj pogosto uporabljani materiali so nerjaveče jeklo in steklo za zaprte ter kristalen ali taljen kremen za kapilarne kolone. Plinska kromatografija temelji na porazdelitvenem razmerju analita med trdno ali viskozno tekočo stacionarno fazo(po navadi material iz tekočega silikona) in plinsko mobilno fazo(po navadi helij). Stacionarna faza je adherirana na notranjost steklene cevi ali cevi iz taljenega kremena z majhnim premerom(kapilarna kolona). Lahko pa je adherirana tudi na trdno matriko znotraj večje kovinske cevi(zaprta kolona). Plinska kromatografija je na veliko je v uporabi v analitski kemiji, vendar pa jo visoke temperature naredijo neprimerno metodo za biopolimere z visoko molekulsko maso proteine (denaturacija), s katerimi se velikokrat srečuje biokemija.

Tekočinska kromatografija[uredi | uredi kodo]

Tekočinska kromatografija (LC) je separacijska metoda, pri kateri je mobilna faza tekočina. Lahko je kolonska ali planarna (TLC, papirna). Danes je najbolj v uporabi tekočinska kromatografija, ki uporablja male delce in relativno visok pritisk. Imenuje se tekočinska kromatografija visoke ločljivosti (HPLC).

 Pri HPLC vzorec potiska tekočina pri visokem pritisku skozi kolono, ki vsebuje stacionarno fazo sestavljeno iz delcev neredne in sferične oblike, neporozne monolitične plasti ali pa porozne membrane. HPLC se deli na 2 podksupini glede na polarnost stacionarne in mobilne faze. Metode, pri katerih je stacionarna faza bolj polarna od mobilne (npr. silica gel – stacionarna, toulen- mobilna) se imenujejo normalnofazne tekočinske kromatografije(NPLC). Nasprotno, se metode kjer je stacionarna faza manj polarna od mobilne imenujejo reverznofazne tekočinske kromatografije (RPLC).