کروماتوگرافی
کروماتوگرافی یک تکنیک تحلیلی پرکاربرد است که برای جداسازی و آنالیز مخلوطهای پیچیده از مواد استفاده میشود. کروماتوگرافی به طور گسترده در بسیاری از زمینهها از جمله شیمی، زیست شناسی و داروسازی استفاده میشود. با این مقاله همراه باشید تا تمام اطلاعات لازم را درباره کروماتوگرافی کسب کنید.
این مطلب را حتما مطالعه کنید: دستگاه اسپکتروفتومتر
دستگاه کروماتوگرافی چیست؟
اصل آنالیز کروماتوگرافی مبتنی بر تعادل بین دو فاز است: فاز متحرک و فاز ساکن. فاز متحرک یک حلال (گاز یا مایع) است که در سیستم جریان مییابد و مخلوط نمونه را حمل میکند. فاز ساکن ماده جامد یا مایعی است که روی تکیه گاه (ستون، صفحه، ورق یا لوله مویین) ثابت شده و حرکت نمیکند.
مخلوط نمونه در یک انتهای سیستم وارد فاز متحرک میشود و همراه با آن حرکت میکند. هنگامی که اجزای نمونه از فاز ساکن عبور میکنند، بسته به خواص فیزیکی و شیمیایی خود با آن تعامل متفاوتی دارند. برخی از اجزا بیشتر جذب فاز متحرک میشوند تا فاز ساکن و در نتیجه سریعتر حرکت میکنند.
برخی دیگر بیشتر جذب فاز ثابت میشوند تا فاز متحرک و در نتیجه کندتر حرکت میکنند. این امر باعث میشود که اجزای نمونه هنگام حرکت در سیستم از یکدیگر جدا شوند. سپس اجزای جدا شده را میتوان در انتهای دیگر سیستم شناسایی، اندازه گیری یا جمع آوری کرد.
عوامل مختلف درجه تفکیک اجزای نمونه
قطبیت فاز متحرک و فاز ساکن:
مواد قطبی تمایل به حل شدن در حلالهای قطبی دارند و با مواد قطبی برهمکنش میکنند و مواد غیر قطبی تمایل به حل شدن در حلالهای غیر قطبی دارند و با مواد غیر قطبی تعامل دارند. بنابراین انتخاب ترکیبی مناسب از فاز متحرک و فاز ثابت میتواند باعث افزایش یا کاهش تفکیک اجزای قطبی و غیرقطبی شود.
دمای سیستم:
افزایش دما میتواند حلالیت اجزای نمونه را در فاز متحرک افزایش دهد و برهمکنش آنها را با فاز ساکن کاهش دهد و در نتیجه حرکت سریعتر و جداسازی کمتری را به همراه داشته باشد.
فشار سیستم:
افزایش فشار میتواند سرعت جریان فاز متحرک را افزایش داده و ویسکوزیته آن را کاهش دهد و در نتیجه حرکت سریعتر و جدایی کمتری انجام شود.
اندازه و شکل اجزای نمونه:
مولکولهای کوچکتر و کرویتر تمایل دارند در فاز متحرک سریعتر منتشر شوند و کمتر با فاز ساکن تعامل داشته باشند و در نتیجه حرکت سریعتر و جدایی کمتری انجام شود. مولکولهای بزرگتر و نامنظمتر تمایل دارند در فاز متحرک آهستهتر منتشر شوند و با فاز ساکن تعامل بیشتری داشته باشند و در نتیجه حرکت آهستهتر و جدایی بیشتری انجام شود.
برای اطلاع از قیمت دستگاه اسپکتروفتومتر با ما تماس بگیرید.
موارد استفاده کروماتوگرافی
شناسایی اجزای مواد:
کروماتوگرافی ابزار قدرتمندی است که میتواند به شناسایی اجزای موجود در مخلوط نمونه کمک کند. این تکنیک با مقایسه زمانهای نگهداری یا عوامل ماندگاری اجزای ناشناخته با استانداردهای شناخته شده یا مواد مرجع کار میکند. به عنوان مثال کروماتوگرافی کاغذی در تعیین رنگهای غذایی در یک آب نبات یا رنگدانههای گیاهی در برگ مفید است.
خالص سازی:
از کروماتوگرافی میتوان برای جداسازی یک عنصر خاص از مخلوط نمونه با جمع آوری آن در انتهای سیستم استفاده کرد. کروماتوگرافی مایع یک تکنیک متداول برای خالص سازی پروتئینها از لیزات سلولی یا استخراج داروها از عصارههای گیاهی است.
کنترل کیفیت:
کروماتوگرافی ابزاری ضروری است که برای نظارت و اطمینان از کیفیت محصولات یا فرآیندها استفاده میشود. این تکنیک جنبههای مختلفی مانند ترکیب، خلوص، قدرت، پایداری و عملکرد را بررسی میکند. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا به طور گسترده در صنایع مختلف برای تأیید خلوص، قدرت و عملکرد و پایداری محصولات آرایشی و بهداشتی استفاده میشود.
تاریخچه کروماتوگرافی
کروماتوگرافی اولین بار در اوایل قرن بیستم توسط میخائیل تسوت کشف شد. او اصطلاح «کروماتوگرافی» را برای توصیف تکنیک خود در مهاجرت افتراقی رنگدانههای گیاهی ابداع کرد. با این حال تا دهه 1930 طول کشید تا ریچارد کوهن و ادگار لدرر این تکنیک را دوباره کشف کردند و مفهوم کروماتوگرافی جذب را معرفی کردند.
آرچر مارتین و ریچارد سینج در سال 1941 کروماتوگرافی پارتیشن و کروماتوگرافی کاغذی را توسعه دادند که برای آنها جایزه نوبل شیمی را در سال 1952 به ارمغان آورد. کروماتوگرافی گازی مایع (GLC) در سال 1952 توسط مارتین و آنتونی جیمز اختراع شد که آشکارساز هدایت حرارتی (TCD) و آشکارساز یونیزاسیون شعله (FID) را به عنوان روشهای تشخیص GLC معرفی کردند.
سابا هورواث در سال 1964 کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا را توسعه داد، که از پمپهای فشار بالا استفاده میکند تا مایع را به عنوان فاز متحرک از طریق ستونهای پر از ذرات کوچک به عنوان فاز ثابت عبور دهد.
تجهیزات کروماتوگرافی
تجهیزات در دسترس مربوط به کروماتوگرافی از اجزای مختلفی تشکیل شده است که عبارتند از:
ستون کروماتوگرافی:
بخشی از سیستم است که شامل فاز ساکن است. این ستون میتواند از مواد مختلفی مانند شیشه، فلز یا پلاستیک ساخته شود.
این ابزار میتواند اشکال و اندازههای مختلفی مانند استوانه ای، کروی یا مویین داشته باشد و میتواند با انواع مختلفی از فازهای ثابت، مانند سیلیکاژل، آلومینا، سلولز، آگارز، پلی آکریل آمید یا هیدروکسی آپاتیت عرضه شود. انتخاب ستون به نوع کروماتوگرافی و مشخصات نمونه بستگی دارد.
محیط کروماتوگرافی:
این ماده ای است که فاز ساکن را تشکیل میدهد. این ابزار میتواند خواص فیزیکی و شیمیایی مختلفی مانند اندازه ذرات، اندازه منافذ، مساحت سطح، چگالی بار، قطبیت، آب گریزی، لیگاندهای میل ترکیبی یا گروههای عاملی داشته باشد.
انتخاب محیط به مکانیسم جداسازی و اجزای نمونه بستگی دارد. برخی از نمونههای محیط کروماتوگرافی عبارتند از: محیطهای تبادل یونی، محیطهای حذف اندازه، محیطهای برهمکنش آبگریز، محیطهای میل ترکیبی، محیطهای لایه نازک و محیطهای حالت مخلوط.
آشکارساز کروماتوگرافی:
این بخشی از سیستم است که سیگنال تولید شده توسط اجزای نمونه را هنگام خروج از ستون اندازه گیری میکند. این ابزار میتواند اصول و حالتهای عملکرد متفاوتی مانند نوری، الکتریکی، حرارتی یا مبتنی بر جرم داشته باشد.
انتخاب آشکارساز به حساسیت، انتخاب پذیری و سازگاری با فاز متحرک و اجزای نمونه بستگی دارد. برخی از نمونههای آشکارسازهای کروماتوگرافی عبارتند از آشکارساز فرابنفش، ضریب شکست، فلورسانس، الکتروشیمیایی و تشدید مغناطیسی هسته ای.
پردازشگر داده کروماتوگرافی:
این بخشی از سیستم است که دادههای تولید شده توسط آشکارساز را جمع آوری، ذخیره، آنالیز کرده و نمایش میدهد. این ابزار میتواند عملکردها و ویژگیهای مختلفی مانند یکپارچهسازی پیک، تصحیح خط پایه، منحنی کالیبراسیون، کمیسازی، شناسایی، محاسبه وضوح و تولید گزارش داشته باشد.
از دیگر محصولات صدرا پژوهش: دستگاه AAS
کلام آخر
کروماتوگرافی یک ابزار کاربردی است که توسط محققان در زمینههای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. توانایی آن در جداسازی دقیق مخلوطهای پیچیده، کروماتوگرافی را به روشی محبوب برای شناسایی و کمی سازی ترکیبات در صنایع مختلف تبدیل کرده است.
با ادامه پیشرفت تحقیقات علمی، انتظار میرود کروماتوگرافی نقش حیاتی فزاینده ای را در بسیاری از زمینههای تحقیق و توسعه ایفا کند.
