Χρωματογραφία- Ορισμός, Αρχή, Τύποι, Εφαρμογές

Χρωματογραφία- Ορισμός, Αρχή, Τύποι, Εφαρμογές

Oktober 1, 2022 0 Von admin

Τι είναι η χρωματογραφία;

  • Η χρωματογραφία είναι μια σημαντική βιοφυσική τεχνική που επιτρέπει τον διαχωρισμό, την ταυτοποίηση και τον καθαρισμό των συστατικών ενός μείγματος για ποιοτική και ποσοτική ανάλυση.
  • Ο Ρώσος βοτανολόγος Mikhail Tswett επινόησε τον όρο χρωματογραφία το 1906.
  • Η πρώτη αναλυτική χρήση της χρωματογραφίας περιγράφηκε από τους James και Martin το 1952, για τη χρήση της αέριας χρωματογραφίας για την ανάλυση λιπαρό οξύ μείγματα.
  • Ένα ευρύ φάσμα χρωματογραφικών διαδικασιών χρησιμοποιεί διαφορές στο μέγεθος, τις συγγένειες δέσμευσης, το φορτίο και άλλες ιδιότητες για τον διαχωρισμό των υλικών.
  • Είναι ένα ισχυρό εργαλείο διαχωρισμού που χρησιμοποιείται σε όλους τους κλάδους της επιστήμης και είναι συχνά το μόνο μέσο διαχωρισμού συστατικών από πολύπλοκα μείγματα.

Αρχή της χρωματογραφίας (πώς λειτουργεί η χρωματογραφία)

Αρχή της Χρωματογραφίας

Πηγή εικόνας: Ακαδημία Khan

  • Η χρωματογραφία βασίζεται στην αρχή όπου τα μόρια σε μείγμα που εφαρμόζονται στην επιφάνεια ή στο στερεό και η ρευστή στατική φάση (σταθερή φάση) διαχωρίζονται μεταξύ τους ενώ κινούνται με τη βοήθεια μιας κινητής φάσης.
  • Οι παράγοντες που είναι αποτελεσματικοί σε αυτή τη διαδικασία διαχωρισμού περιλαμβάνουν μοριακά χαρακτηριστικά που σχετίζονται με την προσρόφηση (υγρό-στερεό), την κατανομή (υγρό-στερεό) και τη συγγένεια ή τις διαφορές μεταξύ των μοριακών τους βαρών.
  • Εξαιτίας αυτών των διαφορών, ορισμένα συστατικά του μείγματος παραμένουν περισσότερο στη στατική φάση και κινούνται αργά στο σύστημα χρωματογραφίας, ενώ άλλα περνούν γρήγορα στην κινητή φάση και φεύγουν από το σύστημα πιο γρήγορα.

Τρία συστατικά αποτελούν έτσι τη βάση της τεχνικής της χρωματογραφίας.

  1. Στατική φάση: Αυτή η φάση αποτελείται πάντα από μια «στερεή» φάση ή «ένα στρώμα υγρού που προσροφάται στο επιφανειακό στερεό στήριγμα».
  2. Κινητή φάση: Αυτή η φάση αποτελείται πάντα από «υγρό» ή «αέριο συστατικό».
  3. Διαχωρισμένα μόρια

Ο τύπος αλληλεπίδρασης μεταξύ της στατικής φάσης, της κινητής φάσης και των ουσιών που περιέχονται στο μείγμα είναι το βασικό συστατικό που είναι αποτελεσματικό στον διαχωρισμό των μορίων μεταξύ τους.

Χρωματογραφία- Αρχή, Τύποι και Εφαρμογές

Πηγή εικόνας: Ακαδημία Khan

Τύποι χρωματογραφίας

  • Οι ουσίες μπορούν να διαχωριστούν με βάση μια ποικιλία μεθόδων και την παρουσία χαρακτηριστικών όπως το μέγεθος και το σχήμα, το συνολικό φορτίο, οι υδρόφοβες ομάδες που υπάρχουν στην επιφάνεια και η ικανότητα σύνδεσης με τη στατική φάση.
  • Αυτό οδηγεί σε διαφορετικούς τύπους τεχνικών χρωματογραφίας, καθεμία με τα δικά της όργανα και αρχή λειτουργίας.
  • Για παράδειγμα, τέσσερις τεχνικές διαχωρισμού που βασίζονται σε μοριακά χαρακτηριστικά και τον τύπο αλληλεπίδρασης χρησιμοποιούν μηχανισμούς ανταλλαγής ιόντων, επιφανειακής προσρόφησης, κατανομής και αποκλεισμού μεγέθους.
  • Άλλες τεχνικές χρωματογραφίας βασίζονται στη σταθερή κλίνη, συμπεριλαμβανομένης της χρωματογραφίας στήλης, λεπτής στιβάδας και χρωματογραφίας χαρτιού.

Οι κοινώς χρησιμοποιούμενες τεχνικές χρωματογραφίας περιλαμβάνουν:

  1. Χρωματογραφία στήλης
  2. Χρωματογραφία ανταλλαγής ιόντων
  3. Χρωματογραφία διαπέρασης γέλης (μοριακό κόσκινο).
  4. Χρωματογραφία συγγένειας
  5. Χρωματογραφία χαρτιού
  6. Χρωματογραφία λεπτής στιβάδας
  7. Αέρια χρωματογραφία (GS)
  8. Χρωματογραφία χρωστικής-προσδέματος
  9. Χρωματογραφία υδροφοβικής αλληλεπίδρασης
  10. Χρωματογραφία ψευδοσυνάφειας
  11. Υγρή χρωματογραφία υψηλής πίεσης (HPLC)

Εφαρμογές Χρωματογραφίας

Φαρμακευτικός κλάδος

  • Να αναγνωρίζει και να αναλύει δείγματα για την παρουσία ιχνοστοιχείων ή χημικών ουσιών.
  • Διαχωρισμός ενώσεων με βάση το μοριακό τους βάρος και τη σύσταση των στοιχείων.
  • Ανιχνεύει τις άγνωστες ενώσεις και την καθαρότητα του μείγματος.
  • Στην ανάπτυξη φαρμάκων.

Χημική βιομηχανία

  • Σε δοκιμές δειγμάτων νερού και επίσης ελέγχει την ποιότητα του αέρα.
  • Η HPLC και η GC χρησιμοποιούνται πολύ για την ανίχνευση διαφόρων ρύπων όπως το πολυχλωριωμένο διφαινύλιο (PCB) σε φυτοφάρμακα και έλαια.
  • Σε διάφορες εφαρμογές βιοεπιστημών

Βιομηχανία τροφίμων

  • Σε αλλοίωση τροφίμων και ανίχνευση προσθέτων
  • Προσδιορισμός της διατροφικής ποιότητας των τροφίμων

Επιστήμη της δικονομίας

  • Στην ιατροδικαστική παθολογία και τον έλεγχο του τόπου του εγκλήματος, όπως η ανάλυση δειγμάτων αίματος και μαλλιών του τόπου του εγκλήματος.

Μελέτες Μοριακής Βιολογίας

  • Διάφορες τεχνικές ενωμένων στη χρωματογραφία όπως η EC-LC-MS εφαρμόζονται στη μελέτη της μεταβολομικής και της πρωτεϊνικής μαζί με την έρευνα νουκλεϊκών οξέων.
  • Η HPLC χρησιμοποιείται στον διαχωρισμό πρωτεϊνών όπως ο καθαρισμός ινσουλίνης, η κλασμάτωση πλάσματος και ο καθαρισμός ενζύμων και επίσης σε διάφορα τμήματα όπως η βιομηχανία καυσίμων, η βιοτεχνολογία και οι βιοχημικές διεργασίες.

βιβλιογραφικές αναφορές

  1. https://chromatography.conferenceseries.com/events-list/applications-of-chromatography
  2. http://www.biologydiscussion.com/biochemistry/chromatography-techniques/top-12-types-of-chromatographic-techniques-biochemistry/12730
  3. http://library.umac.mo/ebooks/b28050630.pdf
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5206469/

Χρωματογραφία- ορισμός, αρχή, τύποι, εφαρμογές