2. پیدایش و توسعه کروماتوگرافی

ظهور کروماتوگرافی به عنوان یک روش علمی با نام دانشمند برجسته روسی میخائیل سمنوویچ تسوت (1872 - 1919) مرتبط است که در سال 1903 کروماتوگرافی را در حین تحقیق در مورد مکانیسم تبدیل انرژی خورشیدی در رنگدانه های گیاهی کشف کرد. امسال را باید تاریخ ایجاد روش کروماتوگرافی در نظر گرفت.

ام‌اس. رنگ محلولی از آنالیت ها و فاز متحرک را از طریق ستونی از جاذب موجود در یک لوله شیشه ای عبور داد. در این راستا روش او کروماتوگرافی ستونی نام گرفت. در سال 1938 N.A. ایزمایلوف و م.س. شرایبر اصلاح روش Tsvet و جداسازی مخلوطی از مواد روی صفحه ای که با لایه نازکی از جاذب پوشانده شده است را پیشنهاد کرد. اینگونه بود که کروماتوگرافی لایه نازک بوجود آمد که امکان تجزیه و تحلیل با مقادیر ریز یک ماده را فراهم کرد.

در سال 1947 T.B. گاپون، E.N. Gapon و F.M. Shemyakin اولین کسی بود که جداسازی کروماتوگرافی مخلوطی از یون‌ها را در یک محلول انجام داد و آن را با حضور یک واکنش تبادلی بین یون‌های جاذب و یون‌های موجود در محلول توضیح داد. بنابراین، جهت دیگری از کروماتوگرافی کشف شد - کروماتوگرافی تبادل یونی. در حال حاضر کروماتوگرافی تبادل یونی یکی از مهمترین حوزه های روش کروماتوگرافی است.

E.N. و گ.ب. Gapon در سال 1948 آنچه توسط M.S. ایده امکان جداسازی کروماتوگرافی مخلوطی از مواد را بر اساس تفاوت در حلالیت رسوبات کم محلول رنگ کنید. کروماتوگرافی رسوبی ظاهر شد.

در سال 1957، M. Goley پیشنهاد اعمال یک جاذب به دیواره های داخلی لوله مویرگی - کروماتوگرافی مویرگی. این گزینه امکان تجزیه و تحلیل ریزمقدارهای مخلوط های چند جزئی را فراهم می کند.

در دهه 60، سنتز ژل های یونی و بدون بار با اندازه منافذ کاملاً مشخص امکان پذیر شد. این امکان ایجاد نسخه ای از کروماتوگرافی را فراهم کرد که ماهیت آن جداسازی مخلوطی از مواد بر اساس تفاوت در توانایی آنها برای نفوذ به ژل - کروماتوگرافی ژل است. این روش به شما امکان می دهد مخلوطی از مواد با وزن مولکولی متفاوت را جدا کنید.

در حال حاضر، کروماتوگرافی پیشرفت چشمگیری داشته است. امروزه، انواع روش‌های کروماتوگرافی، به‌ویژه در ترکیب با سایر روش‌های فیزیکی و فیزیکوشیمیایی، به دانشمندان و مهندسان کمک می‌کند تا طیف گسترده‌ای از مشکلات، اغلب بسیار پیچیده، در تحقیقات علمی و فناوری را حل کنند.

دیمیتری ایوانوویچ مندلیف: کمک به توسعه شیمی

دیمیتری مندلیف در 27 ژانویه (8 فوریه) 1834 در توبولسک در خانواده ایوان پاولوویچ مندلیف و ماریا دمیتریونا مندلیوا، مدیر سالن ورزشی و متولی مدارس دولتی استان توبولسک متولد شد.

ویتامین های محلول در چربی

هیپوویتامینوز یک بیماری است که با کمبود ویتامین ها در بدن همراه است. عدم وجود برخی ویتامین ها کمبود ویتامین است. با مصرف بیش از حد ویتامین ها از رژیم غذایی، هیپرویتامینوز رخ می دهد، بیماری های مرتبط با ویتامین های اضافی...

تاریخچه انجمن شیمی روسیه

الکساندر آبراموویچ ووسکرسنسکی (1809-1880) - شیمیدان آلی روسی، بنیانگذار (به همراه نیکولای نیکولایویچ زینین) مدرسه بزرگ شیمیدانان روسی، عضو متناظر آکادمی علوم سن پترزبورگ (1864) ...

مروری تاریخی بر مراحل اصلی توسعه شیمی

سیستم های کلوئیدی در بدن و عملکرد آنها

توسعه ایده ها در مورد سیستم های کلوئیدی و خواص آنها. فرآیندهای کلوئیدی مانند رنگرزی و چسباندن از زمان مصر باستان مورد استفاده قرار گرفته است. کلمه "کلوئید" (از کلمه یونانی به معنای "چسب") توسط T. Graham در سال 1862 ابداع شد...

مشتقات پلی هالوژن آلکان ها

تاریخچه شیمی فلوئور در مصر باستان یا فنیقیه یا حتی در عربستان قرون وسطی آغاز نشده است. پیدایش شیمی فلوئور با کشف هیدروژن فلوراید (Scheele, 1771) و سپس فلوئور عنصری (Moissan, 1886) آغاز شد.

به طور سنتی، آزمایش در یک کارگاه آزمایشگاهی تفکر تجربی را شکل می دهد. دانش آموزان یک پدیده را بررسی می کنند، عناصر ساختاری را در آن شناسایی می کنند، آنها را طبقه بندی می کنند، ارتباطات را توصیف می کنند، اما همه اینها در آگاهی تقسیم می شود ...

شکل گیری شیمی

1). دوره پیش از کیمیاگری: تا قرن سوم. آگهی شیمی، علم ترکیب مواد و تبدیل آنها، با کشف توانایی آتش در تغییر مواد طبیعی توسط انسان آغاز می شود. ظاهراً مردم می دانستند که چگونه مس و برنز را ذوب کنند، محصولات سفالی را بسوزانند ...

طبقه بندی خاصی از روش های کروماتوگرافی را می توان بر اساس ویژگی های مشخصه مختلف فرآیند ...

مبانی فیزیکی و شیمیایی فرآیند کروماتوگرافی

وظیفه تئوری کروماتوگرافی ایجاد قوانین حرکت و تار شدن مناطق کروماتوگرافی است. عوامل اصلی طبقه بندی نظریه های کروماتوگرافی ...

شیمی نفت و گاز

حدس درخشان M.V.

کروماتوگرافی به عنوان روشی برای جداسازی و تجزیه و تحلیل

جذب واجذب مخلوط کروماتوگرافی کروماتوگرافی یک فرآیند فیزیکی و شیمیایی است که بر اساس تکرار مکرر اعمال جذب و دفع یک ماده به هنگام حرکت در یک جریان فاز متحرک در امتداد یک جاذب ساکن...

تکامل شیمی - چشم اندازهای فوری

ترکیبات شیمیایی از چه چیزی ساخته شده اند؟ ساختار کوچکترین ذرات ماده چگونه است؟ چگونه در فضا قرار دارند؟ چه چیزی این ذرات را متحد می کند؟ چرا برخی از مواد با یکدیگر واکنش نشان می دهند...

اطلاعات بسیار کمی در مورد انجام تجزیه و تحلیل در روسیه باستان وجود دارد. طبیعتاً همیشه بررسی ترکیب مواد مختلف ضروری بود و در روسیه این کار توسط گیاه‌پزشکان، رنگرزان و آهنگران انجام می‌شد. حتی کاوشگران ویژه سنگ معدن وجود داشت ...

مراحل توسعه شیمی تجزیه در روسیه

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

نوشته شده در http://www.allbest.ru

1. تاریخچه کشف و توسعه کروماتوگرافی

2. مقررات اساسی

3. طبقه بندی روش های کروماتوگرافی تجزیه و تحلیل

4. کروماتوگرافی جذب. کروماتوگرافی لایه نازک

4.1 تکنیک تجربی در کروماتوگرافی لایه نازک

5. کروماتوگرافی گازی

5.1 کروماتوگرافی جذب گازی

5.2 کروماتوگرافی گازی مایع

6. کروماتوگرافی پارتیشن. کروماتوگرافی کاغذی

7. کروماتوگرافی رسوبی

7.1 طبقه بندی روش های کروماتوگرافی رسوبی بر اساس تکنیک تجربی

7.2 کروماتوگرافی کاغذی رسوبی

8. کروماتوگرافی تبادل یونی

نتیجه

کتابشناسی - فهرست کتب

1. داستانکشف و توسعه کروماتوگرافی

کاشف کروماتوگرافی دانشمند، گیاه شناس و شیمی فیزیک روسی میخائیل سمیونوویچ تسوت بود.

کشف کروماتوگرافی به زمانی برمی گردد که تسوت پایان نامه کارشناسی ارشد خود را در سن پترزبورگ (1900 - 1902) و اولین دوره کار در ورشو (1902 - 1903) به پایان رساند. تسوت در حین مطالعه رنگدانه های گیاهی، محلولی از مخلوطی از رنگدانه های رنگی بسیار کمی متفاوت را از طریق لوله ای پر از جاذب - کربنات کلسیم پودر شده عبور داد و سپس جاذب را با یک حلال خالص شست. اجزای جداگانه مخلوط جدا شده و نوارهای رنگی تشکیل دادند. با توجه به اصطلاحات مدرن، Tsvet یک نسخه در حال توسعه از کروماتوگرافی (در حال توسعه کروماتوگرافی جذب مایع) را کشف کرد. تسوت نتایج اصلی تحقیق در مورد توسعه نسخه کروماتوگرافی را که ایجاد کرد در کتاب "کروموفیل ها در دنیای گیاهان و حیوانات" (1910) که پایان نامه دکترای او است، بیان کرد. تبادل یونی رسوب گاز کروماتوگرافی

Tsvet به طور گسترده ای از روش کروماتوگرافی نه تنها برای جدا کردن یک مخلوط و تعیین ماهیت چند جزئی آن، بلکه برای تجزیه و تحلیل کمی استفاده کرد؛ برای این منظور، او یک ستون شیشه ای را شکست و ستون جاذب را به لایه ها برش داد. Tsvet تجهیزاتی را برای کروماتوگرافی مایع توسعه داد، اولین کسی بود که فرآیندهای کروماتوگرافی را در فشار کاهش یافته (پمپ زدن) و در مقداری فشار اضافی انجام داد و توصیه هایی را برای تهیه ستون های موثر ارائه کرد. علاوه بر این، بسیاری از مفاهیم و اصطلاحات اساسی روش جدید مانند کروماتوگرافی، توسعه، جابجایی، کروماتوگرام و غیره را معرفی کرد.

کروماتوگرافی برای اولین بار بسیار به ندرت مورد استفاده قرار گرفت، دوره نهفته آن حدود 20 سال به طول انجامید که در طی آن فقط تعداد بسیار کمی از گزارش ها در مورد کاربردهای مختلف روش ظاهر شد. و تنها در سال 1931، R. Kuhn (آلمان)، A. Winterstein (آلمان) و E. Lederer (فرانسه) که در آزمایشگاه شیمیایی (به سرپرستی R. Kuhn) مؤسسه تحقیقات پزشکی امپراتور ویلهلم در هایدلبرگ کار می کردند، مدیریت کردند. برای جداسازی a - و b-کاروتن از کاروتن خام و در نتیجه نشان دادن ارزش کشف رنگ.

مرحله مهمی در توسعه کروماتوگرافی کشف توسط دانشمندان شوروی N.A. ایزمایلوف و م.س. شرایبر از روش کروماتوگرافی لایه نازک (1938) که امکان تجزیه و تحلیل با مقادیر ریز یک ماده را فراهم می کند.

گام مهم بعدی، کشف یک نوع کروماتوگرافی پارتیشن مایع توسط A. Martin و R. Synge با استفاده از مثال جداسازی مشتقات استیل اسیدهای آمینه روی ستونی پر از سیلیکاژل اشباع شده با آب، با استفاده از کلروفرم بود. به عنوان یک حلال (1940). در عین حال، اشاره شد که نه تنها مایع، بلکه گاز نیز می تواند به عنوان یک فاز متحرک استفاده شود. چند سال بعد، این دانشمندان پیشنهاد کردند که مشتقات اسید آمینه را روی کاغذ مرطوب شده با آب با بوتانول به عنوان فاز متحرک جداسازی کنند. آنها همچنین اولین سیستم جداسازی دو بعدی را اجرا کردند. مارتین و سینگ جایزه نوبل شیمی را برای کشف کروماتوگرافی پارتیشن دریافت کردند. (1952). سپس، مارتین و جیمز نسخه ای از کروماتوگرافی توزیع گاز را انجام دادند و مخلوط ها را روی یک جاذب مخلوط سیلیکون DS-550 و اسید استئاریک جدا کردند (1952 - 1953). از آن زمان، روش کروماتوگرافی گازی شدیدترین توسعه را دریافت کرده است.

یکی از انواع کروماتوگرافی گازی، کروترموگرافی است که در آن، برای بهبود جداسازی مخلوطی از گازها، همزمان با حرکت فاز متحرک - گاز، جاذب و مخلوط جدا شده تحت تأثیر یک میدان دمای متحرک قرار می گیرند که دارای یک گرادیان معین در طول (A.A. Zhukhovitsky et al., 1951).

سهم قابل توجهی در توسعه روش کروماتوگرافی توسط G. Schwab (آلمان) که بنیانگذار کروماتوگرافی تبادل یونی (1937 - 1940) بود، انجام شد. این بیشتر در آثار دانشمندان شوروی E.N. Gapon و T.B. گاپون، که جداسازی کروماتوگرافی مخلوطی از یون‌ها را در محلول انجام داد (به همراه F.M. Shemyakin، 1947)، و همچنین ایده بیان شده توسط Tsvet را در مورد امکان جداسازی کروماتوگرافی مخلوطی از مواد بر اساس تفاوت در حلالیت اجرا کرد. رسوبات کم محلول (کروماتوگرافی رسوبی، 1948).

مرحله مدرن در توسعه کروماتوگرافی تبادل یونی در سال 1975 پس از کار G. Small، T. Stevens و W. Bauman (ایالات متحده آمریکا) آغاز شد که در آن آنها یک روش تحلیلی جدید به نام کروماتوگرافی یونی (نوعی از کارایی بالا) پیشنهاد کردند. کروماتوگرافی تبادل یونی با تشخیص هدایت سنجی).

ایجاد یک نسخه مویرگی کروماتوگرافی توسط یکی از کارکنان شرکت Perkin-Elmer، M. Golay (ایالات متحده آمریکا) از اهمیت ویژه ای برخوردار بود (1956)، که در آن یک جاذب به دیواره های داخلی یک لوله مویرگی اعمال می شود، که باعث می شود. امکان تجزیه و تحلیل ریزمقدارهای مخلوط چند جزئی وجود دارد.

در پایان دهه 60. علاقه به کروماتوگرافی مایع به شدت افزایش یافته است. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) ظاهر شد. این امر با ایجاد آشکارسازهای بسیار حساس، جاذب های پلیمری انتخابی جدید و تجهیزات جدیدی که امکان کار در فشارهای بالا را فراهم می کند، تسهیل شد. در حال حاضر HPLC در بین سایر روش های کروماتوگرافی جایگاه پیشرو را به خود اختصاص داده و در نسخه های مختلف اجرا می شود.

2. نکات اساسی

کروماتوگرافی روشی برای جداسازی و تعیین مواد بر اساس توزیع اجزاء بین دو فاز - متحرک و ثابت است. فاز ساکن یک ماده متخلخل جامد (که اغلب جاذب نامیده می شود) یا یک فیلم مایع است که روی یک ماده جامد رسوب می کند. فاز متحرک مایع یا گازی است که در یک فاز ساکن و گاهی تحت فشار جریان دارد. اجزای مخلوط تجزیه شده (سوربات ها) همراه با فاز متحرک در امتداد فاز ساکن حرکت می کنند. معمولاً در یک لوله شیشه ای یا فلزی به نام ستون قرار می گیرد. بسته به قدرت برهمکنش با سطح جاذب (به دلیل جذب یا مکانیسم دیگری)، اجزا با سرعت های متفاوتی در طول ستون حرکت خواهند کرد. برخی از اجزا در لایه بالایی جاذب باقی می‌مانند، برخی دیگر که به میزان کمتری با جاذب در تعامل هستند، به قسمت پایین ستون ختم می‌شوند و برخی به‌طور کامل همراه با فاز متحرک ستون را ترک می‌کنند. unretained نامیده می شود و زمان نگهداری آنها «زمان مرده» ستون را تعیین می کند). این امکان جداسازی سریع مخلوط های پیچیده اجزا را فراهم می کند. مزایای روش های کروماتوگرافی زیر باید مورد تاکید قرار گیرد:

1. جداسازی ماهیتی پویا دارد و اعمال جذب - دفع اجزای جدا شده بارها تکرار می شود. این به دلیل کارایی قابل توجهی بیشتر جداسازی کروماتوگرافی در مقایسه با روش های استاتیک جذب و استخراج است.

2. در طول جداسازی، انواع مختلفی از برهمکنش بین سوربات ها و فاز ساکن استفاده می شود: از صرفا فیزیکی تا جذب شیمیایی. این امکان جداسازی انتخابی طیف وسیعی از مواد را فراهم می کند.

3. میدان های اضافی مختلف (گرانشی، الکتریکی، مغناطیسی و ...) را می توان بر روی مواد در حال جداسازی اعمال کرد که با تغییر شرایط جداسازی، قابلیت های کروماتوگرافی گسترش می یابد.

4. کروماتوگرافی یک روش ترکیبی است که جداسازی و تعیین همزمان چند جزء را با هم ترکیب می کند.

5. کروماتوگرافی به شما امکان می دهد هم مشکلات تحلیلی (جداسازی، شناسایی، تعیین) و هم مسائل آماده سازی (تصفیه، جداسازی، تمرکز) را حل کنید. راه حل این مشکلات را می توان با اجرای آنها در حالت "آنلاین" ترکیب کرد.

6. روش های متعددی با توجه به وضعیت تجمع فازها، مکانیسم جداسازی و تکنیک جداسازی طبقه بندی می شوند. روش های کروماتوگرافی نیز در روش انجام فرآیند جداسازی به فرونتال، جابجایی و شوینده متفاوت است.

3. طبقه بندی روش های آنالیز کروماتوگرافی

طبقه بندی روش های کروماتوگرافی بر اساس اصولی است که ویژگی های مختلف فرآیند جداسازی زیر را در نظر می گیرد:

* تفاوت در وضعیت تجمع فازهای سیستم کروماتوگرافی مورد استفاده؛

* تفاوت در ماهیت فعل و انفعالات مواد جدا شده با فاز ساکن.

* تفاوت های تجربی در روش های انجام فرآیند جداسازی کروماتوگرافی.

جداول 1-3 گزینه های طبقه بندی اصلی روش های کروماتوگرافی شناخته شده را نشان می دهد.

از آنجایی که ماهیت فعل و انفعالات ترکیبات جدا شده با فازهای سیستم‌های کروماتوگرافی مختلف می‌تواند بسیار متفاوت باشد، تقریباً هیچ جسمی وجود ندارد که برای جداسازی آنها فاز ثابت مناسب (جامد یا مایع) و متحرک پیدا نشود. سیستم های حلال حوزه های کاربرد انواع اصلی کروماتوگرافی، بسته به وزن مولکولی ترکیبات مورد مطالعه، در جدول آورده شده است. 4.

4. کروماتوگرافی جذب. کروماتوگرافی لایه نازک

یکی از رایج ترین روش های کروماتوگرافی جذبی، کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) است که نوعی کروماتوگرافی صفحه ای است که در آن جاذب به عنوان یک لایه نازک روی صفحه استفاده می شود.

اصول و مفاهیم اساسی روش TLC. یک لایه نازک از جاذب به یک روش به یک سطح صاف تمیز (صفحه ای ساخته شده از شیشه، فلز، پلاستیک) اعمال می شود که اغلب به سطح صفحه ثابت می شود. ابعاد صفحه می تواند متفاوت باشد (طول و عرض - از 5 تا 50 سانتی متر، اگرچه این ضروری نیست). روی سطح بشقاب، با احتیاط، برای اینکه به لایه جاذب آسیبی وارد نشود، خط شروع (در فاصله 2-3 سانتی متر از لبه پایین صفحه) و پایان را علامت بزنید (مثلا با مداد). خط حلال

طرح جداسازی اجزای A و B توسط TLC

یک نمونه به خط شروع صفحه (با یک میکروسرنگ، مویرگی) اعمال می شود - مقدار کمی مایع حاوی مخلوطی از موادی که قرار است جدا شوند، به عنوان مثال، دو ماده A و B در یک حلال مناسب. حلال اجازه تبخیر می‌شود، پس از آن صفحه در یک محفظه کروماتوگرافی در فاز مایع PF غوطه‌ور می‌شود، که حلال یا مخلوطی از حلال‌هایی است که مخصوصاً برای این مورد انتخاب شده‌اند. تحت تأثیر نیروهای مویرگی، PF به طور خود به خود در امتداد NP از خط شروع به خط مقدم حلال حرکت می کند و اجزای A و B نمونه را با خود حمل می کند که با سرعت های مختلف حرکت می کنند. در مورد مورد بررسی، میل ترکیبی جزء A برای NP کمتر از میل ترکیبی برای همان فاز جزء B است، بنابراین جزء A سریعتر از جزء B حرکت می کند. پس از اینکه فاز متحرک (حلال) در زمان t به خط مقدم حلال رسید. ، کروماتوگرافی قطع می شود، صفحه از محفظه کروماتوگرافی خارج می شود و در هوا خشک می شود و موقعیت لکه های مواد A و B را روی سطح صفحه مشخص می کند. لکه ها (زون ها) معمولاً شکل بیضی یا گرد دارند. در مورد مورد بررسی، نقطه جزء A از خط شروع به یک فاصله حرکت کرد ل آ , نقطه جزء B - در فاصله ل که در، و حلال از فاصله عبور کرد L.

گاهی اوقات، همزمان با استفاده از نمونه ای از موادی که قرار است جدا شوند، مقادیر کمی از یک ماده استاندارد و همچنین مواد شاهد (آنهایی که ظاهراً در نمونه تجزیه و تحلیل شده موجود است) به خط شروع اعمال می شود.

برای مشخص کردن اجزای جدا شده در سیستم، ضریب تحرک Rf (یا ضریب Rf) معرفی شده است:

آر f= V 1 /V E= (ل 1 /t)/ (L/t) =l 1 /L ,

جایی که V 1 = ل 1 / تیو V E= L/ تی - با توجه به سرعت حرکت من- جزء و حلال E; ل 1 وL - مسیر طی شده من- m جزء و حلال، به ترتیب، t زمان لازم برای حرکت حلال از خط شروع به خط مقدم حلال است. فاصله ها ل 1 از خط شروع تا مرکز نقطه جزء مربوطه بشمارید.

به طور معمول، ضریب تحرک در محدوده قرار دارد آر f =0 - 1. مقدار بهینه 0.3-0.7 است شرایط کروماتوگرافی به گونه ای انتخاب می شود که مقدار Rf از صفر و یک متفاوت باشد.

ضریب تحرک یکی از مشخصه های مهم سیستم جاذب-سوربات است. برای شرایط کروماتوگرافی تکرارپذیر و کاملاً ثابت آر f = پایان

ضریب تحرک Rf به عوامل مختلفی بستگی دارد: ماهیت و کیفیت حلال، خلوص آن. ماهیت و کیفیت جاذب (لایه نازک)، یکنواختی دانه بندی آن، ضخامت لایه؛ فعالیت جاذب (محتوای رطوبت)؛ تکنیک های تجربی (توده های نمونه، طول سفر حلال L)؛ مهارت آزمایشگر و غیره بازتولید مداوم همه این پارامترها در عمل گاهی دشوار است. برای سطح کردن تأثیر شرایط فرآیند، یک ضریب تحرک نسبی معرفی شده است روپیه.

Rs=l/l خیابان=R f/ر f( خیابان ) ,

جایی که آر f = ل/ L; آر f (خ)= ل خیابان/ L; ل سانتی متر - فاصله از خط شروع تا مرکز نقطه استاندارد.

ضریب تحرک نسبی Rs یک مشخصه عینی تر از تحرک یک ماده نسبت به ضریب تحرک Rf است.

ماده ای اغلب به عنوان استاندارد انتخاب می شود که در شرایط معین، Rf? 0.5. بر اساس ماهیت شیمیایی آن، استاندارد نزدیک به مواد در حال جداسازی انتخاب شده است. با استفاده از استاندارد، مقدار Rs معمولاً در محدوده Rs=0.1--10 قرار دارد، حدود بهینه حدود 0.5--2 است.

برای شناسایی مطمئن تر اجزای جدا شده، از "شاهدان" استفاده می شود - مواد استاندارد که حضور آنها در نمونه تجزیه و تحلیل شده فرض می شود. اگر Rf = Rf (عرض)، که در آن Rf و Rf (عرض) به ترتیب ضرایب تحرک یک جزء معین و شاهد هستند، آنگاه می‌توان فرض کرد که ماده شاهد در کروماتوگرافی وجود دارد. مخلوط

برای مشخص کردن جداسازی دو جزء A و B در این شرایط، درجه (معیار) جداسازی R(A/B) معرفی شده است:

R (A/B) = D ل(=2D ل ,

جایی که D ل- فاصله بین مراکز لکه های اجزای A و B. a(A) و a(B) به ترتیب قطر نقاط A و B روی کروماتوگرام هستند.

هر چه مقدار R (A/B) بیشتر باشد، لکه های اجزای A و B با وضوح بیشتری در کروماتوگرام از هم جدا می شوند.

برای ارزیابی گزینش پذیری جداسازی دو ماده A و B از ضریب جداسازی استفاده می شود آ:

a=لب / لآ.

اگر a=1،سپس اجزای A و B از هم جدا نمی شوند.

برای تعیین درجه جدایی R (A/B) اجزای A و B.

4.1 تکنیک آزمایشی در کروماتوگرافی لایه نازک:

آ) نمونه برنامه. نمونه مایع آنالیز شده با استفاده از مویرگی، میکروسرنگ، میکروپیپت روی خط شروع اعمال می شود و لایه جاذب را با دقت لمس می کند (قطر نقطه روی خط شروع معمولا از یک تا چند میلی متر است). اگر چند نمونه روی خط شروع اعمال شود، فاصله بین نقاط نمونه روی خط شروع نباید کمتر از 2 سانتی متر باشد در صورت امکان از محلول های غلیظ استفاده کنید. لکه ها در هوا خشک می شوند و پس از آن کروماتوگرافی انجام می شود.

ب) توسعه کروماتوگرام (کروماتوگرافی).این فرآیند در محفظه های کروماتوگرافی بسته اشباع شده با بخارات حلال مورد استفاده به عنوان PF، به عنوان مثال، در یک ظرف شیشه ای پوشیده شده با یک درب انجام می شود.

بسته به جهت حرکت PF، آنها متمایز می شوند صعودی، نزولی و افقی کروماتوگرافی

در نسخه کروماتوگرافی صعودی فقط از صفحات با لایه جاذب متصل استفاده می شود. PF در کف محفظه ریخته می شود (یک لیوان شیشه ای با اندازه مناسب با درب شیشه ای می توان به عنوان دومی استفاده کرد)، صفحه کروماتوگرافی به صورت عمودی یا مایل در داخل محفظه قرار می گیرد تا لایه PF در پایین محفظه قرار گیرد. محفظه قسمت پایین صفحه را خیس می کند (زیر خط شروع ~ 1.5 - 2 سانتی متر). PF به دلیل عمل نیروهای مویرگی از پایین به بالا (در برابر گرانش) نسبتاً آهسته حرکت می کند.

در نوع کروماتوگرافی نزولی فقط از صفحات با لایه ثابت نیز استفاده می شود. PF از بالا تغذیه می شود و در امتداد لایه جاذب صفحه به سمت پایین حرکت می کند. گرانش حرکت PF را تسریع می کند. این گزینه هنگام تجزیه و تحلیل مخلوط های حاوی اجزایی که به آرامی با PF حرکت می کنند، اجرا می شود.

در نسخه ای از کروماتوگرافی افقی، صفحه به صورت افقی قرار می گیرد. می توانید از صفحات مستطیلی یا گرد استفاده کنید. هنگام استفاده از صفحات گرد (نسخه دایره ای کروماتوگرافی افقی)، خط شروع به عنوان دایره ای با شعاع مناسب (~1.5-2 سانتی متر) تعیین می شود که نمونه ها روی آن اعمال می شوند. یک سوراخ در مرکز صفحه گرد بریده شده است که در آن یک فیتیله برای تامین PF وارد شده است. دومی در امتداد لایه جاذب از مرکز دایره به سمت حاشیه آن حرکت می کند. کروماتوگرافی در یک محفظه بسته - یک خشک کن یا در یک ظرف پتری انجام می شود. با گزینه دایره ای، می توان تا چندین ده نمونه را به طور همزمان آنالیز کرد.

روش های TLC از کروماتوگرافی یک بعدی، دو بعدی، چندگانه (تکرار)، مرحله ای استفاده می کنند.

با تک کروماتوگرافی، آنالیز بدون تغییر جهت حرکت PF انجام می شود. این روش رایج ترین است.

کروماتوگرافی دو بعدی معمولاً برای تجزیه و تحلیل مخلوط های پیچیده (پروتئین ها، اسیدهای آمینه و غیره) استفاده می شود. ابتدا جداسازی اولیه مخلوط با استفاده از اولین PF 1 انجام می شود. کروماتوگرام لکه هایی را نه از مواد منفرد، بلکه از مخلوطی از چندین جزء جدا نشده ایجاد می کند. سپس یک خط شروع جدید از میان این نقاط کشیده می شود، صفحه 90 درجه چرخانده می شود و دوباره کروماتوگرافی می شود، اما با PF 2 دوم، سعی می شود در نهایت لکه های مخلوط را به نقاطی از اجزای جداگانه جدا کند.

اگر صفحه مربع باشد، نمونه بر روی مورب این مربع نزدیک گوشه پایینی آن اعمال می شود. گاهی اوقات کروماتوگرافی دو بعدی با همان PF روی یک صفحه مربع انجام می شود.

نموداری که اصل کروماتوگرافی دو بعدی را نشان می دهد:

a - کروماتوگرام به دست آمده با PF1.

b - کروماتوگرام به دست آمده با PF2

در کروماتوگرافی چندگانه (تکرار)، فرآیند چندین بار به صورت متوالی با همان PF (هر بار پس از خشک شدن بعدی) انجام می شود تا زمانی که جداسازی مطلوب لکه های اجزای مخلوط حاصل شود (معمولاً بیش از سه بار).

در مورد کروماتوگرافی گام به گام، این فرآیند با همان صفحه به صورت متوالی و با استفاده از یک PF جدید در هر بار انجام می شود تا زمانی که لکه ها جدا شوند.

V) تفسیر کروماتوگرام ها. اگر لکه های کروماتوگرام رنگی هستند، پس از خشک شدن صفحات، فاصله خط شروع تا مرکز هر نقطه را مشخص کرده و ضرایب تحرک را محاسبه کنید. اگر نمونه آنالیز شده حاوی مواد بی رنگی باشد که مواد بی رنگ می دهد، یعنی. لکه هایی که از نظر بصری روی کروماتوگرام قابل شناسایی نیستند، لازم است تشخیص این نقاط، چرا کروماتوگرام هستند آشکار

رایج ترین روش های تشخیص در زیر توضیح داده شده است.

تابش با نور ماوراء بنفش.برای تشخیص ترکیبات فلورسنت (لکه ها وقتی صفحه با نور UV تابش می شود می درخشند) یا مواد غیر فلورسنت، اما با استفاده از جاذب با نشانگر فلورسنت (جاذب می درخشد، لکه ها نمی درخشند). به این ترتیب، به عنوان مثال، آلکالوئیدها، آنتی بیوتیک ها، ویتامین ها و سایر مواد دارویی شناسایی می شوند.

حرارت درمانی.صفحه ای که پس از کروماتوگرافی خشک می شود، به دقت گرم می شود (تا 200 درجه سانتیگراد)، از تیره شدن لایه خود جاذب جلوگیری می کند (به عنوان مثال، زمانی که لایه نازکی از جاذب حاوی نشاسته باشد). در این حالت، لکه ها معمولاً به شکل مناطق قهوه ای رنگ ظاهر می شوند (به دلیل ترمولیز جزئی اجزای آلی).

درمان شیمیایی.اغلب، کروماتوگرام ها با استفاده از معرف هایی که ترکیبات رنگی را با اجزای جدا شده مخلوط تشکیل می دهند، ایجاد می شوند. برای این منظور، از معرف های مختلفی استفاده می شود: بخارات ید، آمونیاک، برم، دی اکسید گوگرد، سولفید هیدروژن، محلول های مخصوص تهیه شده که با آن صفحات درمان می شوند. از هر دو معرف جهانی و انتخابی استفاده می شود (مفهوم "جهانی" کاملاً دلخواه است).

معرف های جهانی می توانند به عنوان مثال اسید سولفوریک غلیظ (هنگام گرم شدن، تیره شدن لکه های ترکیبات آلی مشاهده می شود)، محلول آبی اسیدی پرمنگنات پتاسیم (مناطق به شکل لکه های قهوه ای در زمینه بنفش مشاهده می شوند) استفاده کنند. جاذب)، محلول اسید فسفومولیبدیک هنگام گرم شدن (لکه های آبی در زمینه زرد ظاهر می شوند) و غیره.

به عنوان نمونه های انتخابی، برای مثال، از معرف Dragendorff استفاده می شود. معرف زیمرمن؛ محلول آمونیاک آبی سولفات مس (10٪ CuSO 4، 2٪ آمونیاک)؛ مخلوطی از نین هیدرین C 9 H 4 O 3 H 2 O با اتانول و اسید استیک.

معرف Dragendorff محلولی از نیترات بیسموت بازی BiONO 3، یدید پتاسیم KJ و اسید استیک در آب است. برای تعیین آمین ها، آلکالوئیدها، استروئیدها استفاده می شود.

معرف Zimmermann با پردازش یک محلول اتانول 2٪ از دی‌نیتروبنزن با یک محلول قلیایی KOH و سپس حرارت دادن مخلوط در دمای 100-70 درجه سانتیگراد تهیه می‌شود. برای تشخیص استروئیدها استفاده می شود.

نین هیدرین برای تشخیص لکه آمین ها، اسیدهای آمینه، پروتئین ها و سایر ترکیبات استفاده می شود.

برخی از روش های دیگر برای تشخیص نقطه نیز استفاده می شود. به عنوان مثال، رادیواکتیویته آنها اندازه گیری می شود اگر برخی از اجزای جدا شده رادیواکتیو باشند، یا افزودن های ویژه ایزوتوپ های رادیواکتیو عناصر موجود در اجزای جدا شده مخلوط معرفی شوند.

پس از شناسایی نقاط روی کروماتوگرام، آنها شناسایی می شوند، یعنی. تعیین کنید که کدام ترکیب مربوط به یک نقطه خاص است. برای این منظور، اغلب از نقاط مرجع "شاهد" استفاده می شود. گاهی اوقات لکه ها با بزرگی ضرایب تحرک Rf شناسایی می شوند و آنها را با مقادیر Rf که برای شرایط داده شده شناخته شده است مقایسه می کنند. با این حال، چنین شناسایی بر اساس مقدار Rf اغلب مقدماتی است.

رنگ لکه های فلورسنت نیز برای اهداف شناسایی استفاده می شود، زیرا ترکیبات مختلف در طول موج های مختلف (رنگ های مختلف) فلورسنت می کنند.

در تشخیص لکه‌های شیمیایی، معرف‌های انتخابی لکه‌های رنگی با ترکیباتی با ماهیت خاصی تولید می‌کنند که برای اهداف شناسایی نیز استفاده می‌شود.

با استفاده از روش TLC، نه تنها می توان محتوای اجزای موجود در مخلوط ها را کشف کرد، بلکه مقدار کمی آن را نیز تعیین کرد. برای این کار یا خود لکه ها را روی کروماتوگرام آنالیز کنید و یا اجزای جدا شده را از کروماتوگرام به روشی استخراج کنید (استخراج، شستشو با حلال های مناسب).

هنگام تجزیه و تحلیل لکه ها، فرض بر این است که یک رابطه مشخص بین سطح لکه و محتوای یک ماده داده شده وجود دارد (به عنوان مثال، وجود یک رابطه متناسب یا خطی)، که با ساختن یک نمودار کالیبراسیون با اندازه گیری مساحت ها ایجاد می شود. نقاط "شاهد" - استانداردهایی با محتوای شناخته شده مولفه تجزیه و تحلیل شده.

گاهی اوقات شدت رنگ لکه ها را با این فرض مقایسه می کنند که شدت رنگ یک لکه متناسب با مقدار یک جزء رنگی معین است. تکنیک های مختلفی برای اندازه گیری شدت رنگ استفاده می شود.

هنگامی که اجزای جدا شده از کروماتوگرام استخراج می شوند، محلولی حاوی این جزء به دست می آید. سپس دومی با یک یا روش تحلیلی دیگر تعیین می شود.

خطای نسبی در تعیین کمی یک ماده توسط TLC 5-10٪ است.

TLC یک روش دارویی است و به طور گسترده برای تجزیه و تحلیل و کنترل کیفیت انواع داروها استفاده می شود.

5. کروماتوگرافی گازی

در کروماتوگرافی گازی (GC)، یک گاز بی اثر (نیتروژن، هلیوم، هیدروژن) که گاز حامل نامیده می شود، به عنوان فاز متحرک استفاده می شود. نمونه به شکل بخار عرضه می شود؛ فاز ثابت یا یک ماده جامد است - یک جاذب (کروماتوگرافی جذب گاز) یا یک مایع با جوش بالا که در یک لایه نازک روی یک حامل جامد اعمال می شود (کروماتوگرافی گازی مایع). بیایید گزینه کروماتوگرافی گازی مایع (GLC) را در نظر بگیریم. Kieselguhr (دیاتومیت)، نوعی ژل سیلیکا هیدراته، به عنوان یک حامل استفاده می شود؛ اغلب با معرف هایی که گروه های Si-OH را به گروه های Si-O-Si(CH 3) 3 تبدیل می کنند، درمان می شود که بی اثری حامل را افزایش می دهد. با توجه به حلال ها اینها، برای مثال، حامل های "chromosorb W" و "gazochrome Q" هستند. علاوه بر این، از میکرو دانه های شیشه ای، تفلون و مواد دیگر استفاده می شود.

5.1 گازو- کروماتوگرافی جذبی

ویژگی روش کروماتوگرافی جذب گازی (GAC) این است که از جاذب هایی با سطح ویژه بالا (1000-10 متر مربع گرم در 1) به عنوان فاز ساکن استفاده می شود و توزیع مواد بین فاز ثابت و متحرک تعیین می شود. توسط فرآیند جذب جذب مولکول ها از فاز گاز، به عنوان مثال. متمرکز در سطح مشترک بین فازهای جامد و گاز، به دلیل برهمکنش های بین مولکولی (پراکندگی، جهت گیری، القاء) با ماهیت الکترواستاتیک رخ می دهد. تشکیل پیوند هیدروژنی امکان پذیر است و سهم این نوع برهمکنش در حجم های باقی مانده با افزایش دما به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

برای عمل تحلیلی، مهم است که در دمای ثابت مقدار ماده جذب شده در سطح Cs متناسب با غلظت این ماده در فاز گاز C m باشد:

سی س = ks متر (1)

آن ها به طوری که توزیع مطابق با ایزوترم جذب خطی اتفاق می افتد (به -- ثابت). در این حالت، هر جزء مستقل از غلظت آن، با سرعت ثابتی در طول ستون حرکت می کند. جدا شدن مواد به دلیل سرعت های مختلف حرکت آنهاست. بنابراین، در گاز گاز، انتخاب یک جاذب بسیار مهم است که مساحت و ماهیت سطح آن تعیین کننده گزینش پذیری (جداسازی) در دمای معین است.

با افزایش دما، گرمای جذب کاهش می یابد DH/T، که حفظ به آن بستگی دارد و بر این اساس تی آر . این در عمل تجزیه و تحلیل استفاده می شود. اگر ترکیباتی که در دمای ثابت از نظر فرار تفاوت زیادی دارند جدا شوند، مواد با جوش کم به سرعت شسته می شوند، مواد با جوش بالا زمان ماندگاری طولانی تری دارند، پیک آنها در کروماتوگرام کمتر و گسترده تر خواهد بود و تجزیه و تحلیل زمان زیادی می برد. . اگر در طی فرآیند کروماتوگرافی، دمای ستون با نرخ ثابتی افزایش یابد (برنامه ریزی دما)، آنگاه قله هایی با عرض مشابه در کروماتوگرام به طور یکنواخت قرار خواهند گرفت.

کربن‌های فعال، ژل‌های سیلیکا، شیشه متخلخل و اکسید آلومینیوم عمدتاً به عنوان جاذب برای GAS استفاده می‌شوند. ناهمگونی سطح جاذب های فعال عامل اصلی معایب روش GAC و عدم امکان تعیین مولکول های قطبی با جذب قوی است. با این حال، مخلوط مواد بسیار قطبی را می توان بر روی جاذب های متخلخل درشت از نظر هندسی و شیمیایی همگن تجزیه و تحلیل کرد. در سال های اخیر جاذب هایی با سطح کم و بیش یکنواخت مانند پلیمرهای متخلخل، ژل های سیلیکا متخلخل درشت (سیلوکروم، پوراسیل، اسفروسیل)، شیشه های متخلخل و زئولیت ها تولید شده اند.

روش کروماتوگرافی جذب گاز بیشتر برای تجزیه و تحلیل مخلوط گازها و هیدروکربن های کم جوش که حاوی گروه های عاملی فعال نیستند استفاده می شود. ایزوترم های جذب این گونه مولکول ها نزدیک به خطی هستند. به عنوان مثال، رسی با موفقیت برای جداسازی O 2، N 2، CO، CH 4، CO 2 استفاده می شود. دمای ستون به گونه ای برنامه ریزی شده است که زمان تجزیه و تحلیل را با کاهش tR گازهای با جوش بالا کاهش دهد. در غربال های مولکولی - مواد کریستالی طبیعی یا مصنوعی بسیار متخلخل، که همه منافذ آنها تقریباً اندازه (0.4-1.5 نانومتر) دارند - ایزوتوپ های هیدروژن را می توان جدا کرد. جاذب هایی به نام پوراپاک برای جداسازی هیدریدهای فلزی (Ge, As, Sn, Sb) استفاده می شود. روش GAS روی ستون هایی با جاذب های پلیمری متخلخل یا غربال های مولکولی کربن سریع ترین و راحت ترین راه برای تعیین آب در مواد معدنی و آلی، به عنوان مثال، در حلال ها است.

5.2 گازو- کروماتوگرافی مایع

در عمل تحلیلی، روش کروماتوگرافی گازی مایع (GLC) بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. این به دلیل تنوع بسیار زیاد فازهای ساکن مایع است که انتخاب فاز انتخابی را برای یک آنالیز معین آسان‌تر می‌کند، خطی بودن ایزوترم توزیع در محدوده غلظت وسیع‌تر، که به شما امکان می‌دهد با نمونه‌های بزرگ کار کنید، و سهولت به دست آوردن عملکرد ستون قابل تکرار

مکانیسم توزیع اجزاء بین حامل و فاز مایع ساکن بر اساس انحلال آنها در فاز مایع است. انتخاب پذیری به دو عامل بستگی دارد: فشار بخار آنالیت و ضریب فعالیت آن در فاز مایع. طبق قانون رائول، هنگام حل شدن، فشار بخار یک ماده بالاتر از محلول است پ من نسبت مستقیم با ضریب فعالیت آن گرم کسر مولی است ن مندر محلول و فشار بخار یک ماده خالص R° مندر دمای معین:

p i = N i Р° I (2)

از آنجایی که غلظت مولفه i در فاز بخار تعادل با فشار جزئی آن تعیین می شود، می توانیم فرض کنیم که

P i ~ c m و N i ~ c s سپس

و ضریب انتخاب:

بنابراین، هر چه نقطه جوش یک ماده کمتر باشد (P 0 i بیشتر)، ضعیف تر در ستون کروماتوگرافی باقی می ماند.

اگر نقاط جوش مواد یکسان باشد، برای جداسازی آنها از تفاوت در برهمکنش با فاز مایع ساکن استفاده می شود: هر چه برهمکنش قوی تر باشد، ضریب فعالیت کمتر و احتباس بیشتر است.

فازهای مایع ثابت . برای اطمینان از انتخاب ستون، مهم است که فاز مایع ثابت صحیح را انتخاب کنید. این فاز باید حلال خوبی برای اجزای مخلوط باشد (اگر حلالیت کم باشد، اجزا خیلی سریع ستون را ترک می کنند)، غیرفرار (به طوری که در دمای کار ستون تبخیر نشود)، از نظر شیمیایی بی اثر باشد. ، باید ویسکوزیته پایینی داشته باشد (در غیر این صورت فرآیند انتشار کند می شود) و هنگامی که روی حامل اعمال می شود یک فیلم یکنواخت تشکیل می دهد که محکم به آن چسبیده است. توانایی جداسازی فاز ثابت برای اجزای یک نمونه معین باید حداکثر باشد.

سه نوع فاز مایع وجود دارد: غیر قطبی (هیدروکربن های اشباع و غیره)، قطبی متوسط ​​(استرها، نیتریل ها و غیره) و قطبی (پلی گلیکول ها، هیدروکسی آمین ها و غیره).

با دانستن خواص فاز مایع ساکن و ماهیت مواد جدا شده، به عنوان مثال، کلاس، ساختار، می توان به سرعت یک فاز مایع انتخابی مناسب برای جداسازی یک مخلوط معین را انتخاب کرد. باید در نظر داشت که در صورت نزدیک بودن قطبیت های فاز ساکن و ماده نمونه مورد تجزیه و تحلیل، زمان ماند اجزا برای آنالیز قابل قبول خواهد بود. برای املاح با قطبیت مشابه، ترتیب شستشو معمولاً با نقاط جوش مرتبط است و اگر اختلاف دما به اندازه کافی زیاد باشد، جداسازی کامل ممکن است. برای جدا کردن مواد در حال جوش نزدیک با قطبیت های مختلف، از یک فاز ثابت استفاده می شود که به طور انتخابی یک یا چند جزء را به دلیل تعامل دوقطبی-دوقطبی حفظ می کند. با افزایش قطبیت فاز مایع، زمان ماند ترکیبات قطبی افزایش می یابد.

برای اعمال یکنواخت فاز مایع روی یک حامل جامد، آن را با یک حلال بسیار فرار مانند اتر مخلوط می کنند. یک حامل جامد به این محلول اضافه می شود. مخلوط گرم می شود، حلال تبخیر می شود و فاز مایع روی حامل باقی می ماند. حامل خشک با فاز مایع ثابت که به این روش رسوب می‌کند، در ستون پر می‌شود و سعی می‌کند از تشکیل حفره‌ها جلوگیری کند. برای اطمینان از بسته بندی یکنواخت، یک جریان گاز از ستون عبور داده می شود و در همان زمان روی ستون ضربه می زند تا بسته بندی فشرده شود. سپس ستون قبل از اتصال به آشکارساز تا دمای 50 درجه سانتیگراد بالاتر از دمایی که در نظر گرفته شده است، گرم می شود. در این مورد، ممکن است تلفات فاز مایع وجود داشته باشد، اما ستون وارد حالت عملیاتی پایدار می شود.

حامل فازهای مایع ثابت. حامل های جامد برای پراکندگی فاز مایع ساکن به شکل یک لایه نازک همگن باید از نظر مکانیکی قوی با سطح ویژه متوسط ​​(20 متر مربع بر گرم)، اندازه ذرات کوچک و یکنواخت باشند و همچنین به اندازه کافی بی اثر باشند تا امکان جذب در سطح را فراهم کنند. رابط گاز جامد فازحداقل بود کمترین میزان جذب روی حامل های ساخته شده از کروموسرب سیلانیزه، گرانول های شیشه ای و فلوروپاک (پلیمر فلوروکربن) مشاهده می شود. علاوه بر این، حامل های جامد نباید به افزایش دما واکنش نشان دهند و باید به راحتی توسط فاز مایع خیس شوند. در کروماتوگرافی گازی کلات ها، حامل های دیاتومیت سفید سیلانیزه شده - سیلیس دیاتومیت یا کیزلگوهر - اغلب به عنوان یک حامل جامد استفاده می شود. دیاتومیت یک دی اکسید سیلیکون میکرو آمورف و حاوی آب است. چنین حامل هایی شامل کروموسورب W، گازوکروم Q، کروماتون N و غیره می باشد. علاوه بر این، از دانه های شیشه ای و تفلون استفاده می شود.

فازهای متصل به شیمیایی اغلب از حامل های اصلاح شده استفاده می شود که به صورت کووالانسی به فاز مایع متصل می شوند. در این حالت، فاز مایع ساکن حتی در بالاترین دماهای ستون محکم تر روی سطح باقی می ماند. به عنوان مثال، یک تکیه گاه دیاتومیت با کلروسیلان با یک جایگزین زنجیره بلند که دارای قطبیت خاصی است، درمان می شود. یک فاز ثابت با پیوند شیمیایی مؤثرتر است.

6. کروماتوگرافی توزیع. کروماتوگرافی کاغذی (کروماتوگرافی روی کاغذ)

کروماتوگرافی پارتیشن مبتنی بر استفاده از تفاوت در حلالیت ماده ای است که در دو فاز مایع غیر قابل امتزاج در تماس توزیع می شود. هر دو فاز - PF و NF - فازهای مایع هستند. هنگامی که PF مایع در امتداد NP مایع حرکت می کند، مواد کروماتوگرافی شده به طور مداوم بین هر دو فاز مایع توزیع می شوند.

کروماتوگرافی پارتیشن شامل کروماتو کاغذیگرافیک (یا کروماتوگرافی کاغذی) در انواع معمول خود در این روش به جای صفحات با لایه نازک جاذب که برای TLC استفاده می شود، از کاغذ کروماتوگرافی مخصوص استفاده می شود که با آغشته کردن آن، PF مایع در طول کروماتوگرافی از خط شروع به خط پایان حلال حرکت می کند.

تمیز دادن فاز عادی و فاز معکوس کروماتوگرافی کاغذی

در گزینه فاز عادی مایع کروماتوگرافی کاغذی NF به شکل یک لایه نازک روی الیاف آب جذب شده و در منافذ قرار دارد. آب دوست کاغذ (تا 25 درصد وزنی). این آب محدود از نظر ساختار و حالت فیزیکی با آب مایع معمولی بسیار متفاوت است. اجزای مخلوط های جدا شده در آن حل می شود.

نقش PF که در امتداد کاغذ حرکت می کند توسط یک فاز مایع دیگر، به عنوان مثال، یک مایع آلی با افزودن اسیدها و آب بازی می کند. قبل از کروماتوگرافی، PF آلی مایع با آب اشباع می شود تا PF آب جذب شده روی الیاف کاغذ کروماتوگرافی آبدوست را حل نکند.

کاغذ کروماتوگرافی توسط صنعت تولید می شود. این باید تعدادی از الزامات را برآورده کند: از انواع پنبه فیبری با کیفیت بالا تهیه شده باشد، از نظر چگالی و ضخامت یکنواخت، در جهت جهت الیاف، از نظر شیمیایی خالص و بی اثر نسبت به NF و اجزای جدا شده باشد.

در نسخه معمولی فاز، مخلوط های مایع متشکل از حلال های مختلف اغلب به عنوان PF استفاده می شود. یک مثال کلاسیک از چنین PF مخلوطی از اسید استیک، n-بوتانول و آب در نسبت حجمی 1:4:5 است. از حلال هایی مانند اتیل استات، کلروفرم، بنزن و ... نیز استفاده می شود.

در گزینه فاز معکوس در کروماتوگرافی کاغذی، NP مایع یک حلال آلی است، در حالی که نقش PF مایع آب، محلول های آبی یا الکلی یا مخلوطی از اسیدها و الکل ها است. فرآیند با استفاده از آبگریز کاغذ کروماتوگرافی از تصفیه (آغشته کردن) کاغذ به نفتالین، روغن های سیلیکون، پارافین و غیره به دست می آید. حلال های آلی غیرقطبی و کم قطبی بر روی الیاف کاغذ آبگریز جذب شده و به منافذ آن نفوذ کرده و لایه نازکی از NF مایع را تشکیل می دهند. آب روی چنین کاغذی نمی چسبد و آن را خیس نمی کند.

روش کروماتوگرافی کاغذی به طور کلی مانند روش TLC است. به طور معمول، گلدانی از محلول آنالیز شده حاوی مخلوطی از موادی که قرار است جدا شوند، روی نواری از کاغذ کروماتوگرافی در خط شروع اعمال می شود. پس از تبخیر حلال، کاغذ زیر خط شروع در PF غوطه ور می شود و کاغذ را به صورت عمودی قرار می دهد (آن را آویزان می کند). محفظه را با یک درب ببندید و کروماتوگرافی را انجام دهید تا PF به خط جلوی حلال مشخص شده روی کاغذ برسد. پس از این، فرآیند قطع می شود، کاغذ در هوا خشک می شود و لکه ها شناسایی می شوند و اجزای مخلوط شناسایی می شوند.

کروماتوگرافی کاغذی مانند روش TLC در آنالیز کیفی و کمی استفاده می شود.

برای تعیین کمیت محتوای یک یا دیگری از یک مخلوط، روش های مختلفی استفاده می شود:

1) آنها از وجود یک رابطه معین (متناسب، خطی) بین مقدار ماده در نقطه و ناحیه لکه حاصل می شوند (اغلب ابتدا یک نمودار کالیبراسیون ساخته می شود).

2) نقطه بریده شده را با ماده و کاغذ تمیز همان ناحیه وزن کنید و سپس جرم ماده را که با اختلاف تعیین می شود، بیابید.

3) رابطه بین شدت رنگ لکه و محتوای جزء تعیین شده در آن را که به لکه رنگ می بخشد در نظر بگیرید.

در برخی موارد، مواد موجود در لکه ها با مقداری حلال استخراج شده و سپس عصاره مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.

کروماتوگرافی کاغذی یک روش دارویی است که برای جداسازی مخلوط های حاوی مواد معدنی و آلی استفاده می شود. این روش در دسترس و ساده برای انجام است، اما به طور کلی نسبت به روش مدرن تر TLC، که از یک لایه نازک جاذب استفاده می کند، پایین تر است.

7. کروماتوگرافی رسوبی

روش کروماتوگرافی رسوبی در درجه اول برای جداسازی و شناسایی یون های معدنی موجود در مخلوط ها استفاده می شود.

ماهیت روش. کروماتوگرافی رسوبی مبتنی بر استفاده از واکنش های شیمیایی رسوب اجزای جدا شده از یک مخلوط با یک معرف رسوب دهنده موجود در NF است. جداسازی به دلیل حلالیت نابرابر ترکیبات حاصل انجام می شود که توسط فاز متحرک با سرعت های مختلف منتقل می شوند: مواد محلول کمتر از PF کندتر از مواد محلول تر منتقل می شوند.

کاربرد روش را می توان با مثالی از جداسازی یون های هالید نشان داد: یون های کلرید Cl-، یون های برومید Br- و یون های یدید I - به طور همزمان در محلول آبی آنالیز شده وجود دارند. برای انجام این کار، از یک ستون کروماتوگرافی (که یک لوله شیشه ای است که در پایین آن یک میله نگهدارنده است) استفاده کنید که با جاذب پر شده است. دومی شامل یک حامل - اکسید آلومینیوم Al 2 O 3 یا سیلیکون SiO 2 است که با محلول نیترات نقره AgNO 3 آغشته شده است (محتوای نیترات نقره حدود 10٪ وزنی از جرم حامل جاذب است).

محلول آبی حاوی مخلوطی از آنیون های جدا شده از یک ستون کروماتوگرافی عبور داده می شود. این آنیون‌ها با کاتیون‌های نقره Ag + برهمکنش می‌کنند و رسوب‌های حل‌پذیر ضعیفی از هالیدهای نقره را تشکیل می‌دهند:

Ag + + I - > AgIv (زرد)

Ag + + Br - > AgBrv (کرم)

Ag + + Cl - > AgClv (سفید)

حلالیت هالیدهای نقره در آب به ترتیب زیر افزایش می یابد:

Agl (K° = 8.3*10 -17)< АgВг (К° = 5,3*10 -13) < AgCl (K°= 1,78*10 -10),

که در آن مقادیر محصولات حلالیت در دمای اتاق در پرانتز آورده شده است. بنابراین ابتدا یک رسوب زرد رنگ از یدید نقره تشکیل می شود و به عنوان کمترین محلول، یک ناحیه زرد (بالایی) روی کروماتوگرام مشاهده می شود. سپس منطقه ای از رسوب برمید نقره ای کرم رنگ (منطقه میانی) تشکیل می شود. در نهایت، یک رسوب سفید از کلرید نقره تشکیل می شود - ناحیه سفید پایینی که در نور به دلیل تجزیه فتوشیمیایی کلرید نقره با آزاد شدن نقره فلزی ریز تیره می شود.

نتیجه یک کروماتوگرام رسوب اولیه است.

برای جداسازی واضح تر مناطق، پس از به دست آوردن کروماتوگرام اولیه، یک حلال خالص از ستون عبور داده می شود تا کروماتوگرام رسوب ثانویه با جداسازی واضح مناطق بارش به دست آید.

در مثال توصیف شده، رسوب دهنده بخشی از NF بود و محلولی حاوی مخلوطی از یون های جدا شده از ستون عبور داده شد. برعکس، می توان محلول رسوب دهنده را از ستونی در NF عبور داد که یون های کروماتوگرافی در آن قرار دارند. با این حال، در این مورد، مناطق مختلط تشکیل می شوند.

طرح جداسازی یون های Cl-، Br- و I- در یک ستون کروماتوگرافی با استفاده از کروماتوگرافی رسوبی.

7.1 طبقه بندی روش های کروماتوگرافی رسوبی بر اساس تکنیک تجربی

من معمولا تشخیص می دهم ستونیکروماتوگرافی رسوبی که در ستون های کروماتوگرافی انجام می شود و مسطحکروماتوگرافی رسوبی، بر روی کاغذ یا در یک لایه نازک جاذب اجرا می شود.

مخلوطی از حامل های بی اثر با یک رسوب دهنده به عنوان جاذب در کروماتوگرافی رسوبی استفاده می شود. جاذب هایی که رسوب دهنده ها را به شکل یون (رزین های تبادل یونی) یا به شکل مولکول (کربن فعال) حفظ می کنند. کاغذ خیس شده در محلول رسوب دهنده.

حامل هایی که اغلب انتخاب می شوند عبارتند از سیلیکاژل، نشاسته، اکسیدهای آلومینیوم، اکسیدهای کلسیم، سولفات باریم، رزین های تبادل یونی و غیره. حامل در حالت پراکنده ریز با اندازه ذرات حدود 0.02-0.10 میلی متر استفاده می شود.

معرف‌هایی که به عنوان رسوب‌دهنده استفاده می‌شوند، آنهایی هستند که با یون‌های کروماتوگرافی شده، رسوبات کم محلول را تشکیل می‌دهند، به عنوان مثال، یدید سدیم NaI، سولفید سدیم Na2 S، سولفات نقره Ag 2 SO 4، فروسیانید پتاسیم K 4، اکسی‌کینولین، پیریدین و غیره.

به طور معمول، هنگام استفاده از روش کروماتوگرافی رسوب ستونی، پس از عبور یک حلال خالص از یک ستون، مناطق کاملاً جدا شده به دست می آیند که هر یک شامل تنها یک جزء است (در صورتی که حلالیت رسوبات حداقل سه برابر متفاوت باشد). . این روش با تکرارپذیری خوب نتایج مشخص می شود.

در مورد تشکیل مناطق بی رنگ از رسوبات، کروماتوگرام یا با عبور یک محلول توسعه دهنده از ستون، که محصولات واکنش رنگی را با رسوبات تولید می کند، یا با وارد کردن فورا سازنده به PF یا NF ایجاد می شود.

7.2 کروماتوگرافی کاغذی رسوبی

اجازه دهید ماهیت این روش را با استفاده از مثال تجزیه و تحلیل محلول آبی حاوی مخلوطی از کاتیون های مس Cu 2+ در نظر بگیریم. آهن Fe 3+ و آلومینیوم Al 3+.

محلول آبی تجزیه شده به مرکز یک ورق کاغذ آغشته به محلول رسوب کننده - فروسیانید پتاسیم K4 اعمال می شود. یون‌های مس Cu 2 + و آهن Fe 2 + با یون‌های فروسیانید برهمکنش می‌کنند تا رسوب‌هایی با محلول ضعیف ایجاد کنند:

2Cu 2+ + 4- > Cu 2 (قهوه ای)

4Fe 3+ + 3 4- >Fe4 (آبی)

از آنجایی که فروسیانید مس (II) کمتر از فروسیانید آهن (III) محلول است، ابتدا رسوبی از فروسیانید مس (II) تشکیل می شود و یک ناحیه قهوه ای مرکزی را تشکیل می دهد. سپس یک رسوب آبی از آهن (III) فروسیانید تشکیل می شود که منطقه آبی را ایجاد می کند. یون‌های آلومینیوم به سمت اطراف حرکت می‌کنند و یک ناحیه بی‌رنگ ایجاد می‌کنند زیرا فروسیانید آلومینیوم رنگی را تشکیل نمی‌دهند.

طرح جداسازی Cu2+، Fe3+ و Al3+ توسط کروماتوگرافی رسوبی.

به این ترتیب یک کروماتوگرام اولیه به دست می آید که در آن مناطق بارش تا حدی همپوشانی دارند.

سپس کروماتوگرام ثانویه به دست می آید. برای انجام این کار، یک حلال مناسب (در این مورد، محلول آبی آمونیاک) با یک مویرگی به مرکز کروماتوگرام اولیه اعمال می شود. حلال به طور خود به خود از مرکز کاغذ به سمت حاشیه حرکت می کند و رسوبات را با خود حمل می کند که با سرعت های مختلف حرکت می کنند: منطقه رسوب محلول تر فروسیانید آهن سریعتر از منطقه رسوب کمتر محلول فروسیانید مس حرکت می کند. در این مرحله به دلیل تفاوت در سرعت حرکت زون ها با وضوح بیشتری از هم جدا می شوند.

برای کشف یون های آلومینیومی که یک منطقه بی رنگ محیطی را تشکیل می دهند، کروماتوگرام ثانویه ایجاد می شود - اسپری شده (از یک بطری اسپری) با محلول آلیزارین - یک معرف آلی که محصولات واکنش صورتی را با یون های آلومینیوم تشکیل می دهد. حلقه صورتی بیرونی را دریافت کنید.

8. کروماتوگرافی تبادل یونی

در کروماتوگرافی تبادل یونی، جداسازی اجزای مخلوط از طریق برهمکنش برگشت پذیر مواد یونیزه کننده با گروه های یونی جاذب حاصل می شود. حفظ خنثی الکتریکی جاذب با وجود یون های متقابلی که قادر به تبادل یونی هستند که در مجاورت سطح قرار دارند تضمین می شود. یون نمونه معرفی شده، در تعامل با بار ثابت جاذب، با یون ضد مبادله می شود. مواد با میل ترکیبی متفاوت برای بارهای ثابت به مبدل های آنیونی یا مبدل های کاتیونی جدا می شوند. مبدل های آنیونی دارای گروه هایی با بار مثبت روی سطح هستند و آنیون ها را از فاز متحرک جذب می کنند. مبدل های کاتیونی بر این اساس حاوی گروه هایی با بار منفی هستند که با کاتیون ها تعامل دارند.

محلول های آبی نمک اسیدها، بازها و حلال هایی مانند آمونیاک مایع به عنوان فاز متحرک استفاده می شود. سیستم های حلالی که دارای ثابت دی الکتریک بالا و تمایل بیشتری به یونیزاسیون ترکیبات هستند. معمولاً آنها با محلول های بافری کار می کنند که به شما امکان می دهد مقدار pH را تنظیم کنید.

در طول جداسازی کروماتوگرافی، یون‌های آنالیت با یون‌های موجود در شوینده رقابت می‌کنند و تمایل به تعامل با گروه‌های بار مخالف جاذب دارند. نتیجه این است که کروماتوگرافی تبادل یونی می تواند برای جداسازی هر ترکیبی که می تواند به نحوی یونیزه شود استفاده شود. حتی می توان مولکول های قند خنثی را در قالب کمپلکس های آنها با یون های بورات تجزیه و تحلیل کرد.

کروماتوگرافی تبادل یونی برای جداسازی مواد بسیار قطبی ضروری است که بدون تبدیل به مشتقات توسط GLC قابل تجزیه و تحلیل نیستند. این ترکیبات شامل اسیدهای آمینه، پپتیدها و قندها هستند.

کروماتوگرافی تبادل یونی به طور گسترده در پزشکی، زیست شناسی، بیوشیمی، برای نظارت بر محیط زیست، در تجزیه و تحلیل محتوای داروها و متابولیت های آنها در خون و ادرار، آفت کش ها در مواد خام غذایی، و همچنین برای جداسازی ترکیبات معدنی استفاده می شود. از جمله رادیو ایزوتوپ ها، لانتانیدها، اکتینیدها و غیره. تجزیه و تحلیل بیوپلیمرها (پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره) که معمولاً ساعت ها یا روزها طول می کشد، با استفاده از کروماتوگرافی تبادل یونی در 20-40 دقیقه با جداسازی بهتر انجام می شود. استفاده از کروماتوگرافی تبادل یونی در زیست شناسی امکان مشاهده مستقیم نمونه ها در محیط های بیولوژیکی را فراهم کرده است و احتمال بازآرایی یا ایزومریزاسیون را کاهش می دهد که می تواند منجر به تفسیر نادرست نتیجه نهایی شود. استفاده از این روش برای نظارت بر تغییرات رخ داده در مایعات بیولوژیکی جالب است. استفاده از مبدل‌های آنیون ضعیف متخلخل مبتنی بر ژل سیلیکا، امکان جداسازی پپتیدها را فراهم کرد. مکانیسم تبادل یونی را می توان به شکل معادلات زیر نشان داد:

برای تبادل آنیون X - + R + Y - - Y - + R + X -

برای تبادل کاتیونی X + + R - Y + - Y + + R - X +

در حالت اول، یون نمونه X - با یون فاز متحرک Y - برای مراکز یونی R + مبدل یونی رقابت می کند، و در حالت دوم، کاتیون های نمونه X + با یون های فاز متحرک Y + برای R رقابت می کنند. - مراکز یونی

به طور طبیعی، یون‌های نمونه‌ای که برهمکنش ضعیفی با مبدل یونی دارند، در طول این مسابقه به‌طور ضعیفی روی ستون باقی می‌مانند و اولین یون‌هایی هستند که از آن خارج می‌شوند و برعکس، یون‌هایی که قوی‌تر هستند آخرین یون‌هایی هستند که از ستون خارج می‌شوند. . به طور معمول، برهمکنش های ثانویه با ماهیت غیریونی به دلیل جذب یا پیوندهای هیدروژنی نمونه با بخش غیریونی ماتریس یا به دلیل حلالیت محدود نمونه در فاز متحرک رخ می دهد.

جداسازی مواد خاص در درجه اول به انتخاب مناسب ترین جاذب و فاز متحرک بستگی دارد. رزین های تبادل یونی و ژل های سیلیکا با گروه های یونوژن پیوندی به عنوان فازهای ثابت در کروماتوگرافی تبادل یونی استفاده می شوند.

رزین های تبادل یونی پلی استایرن برای HPLC با اندازه دانه 10 میکرومتر یا کمتر دارای گزینش پذیری و پایداری هستند، اما ساختار شبکه آنها با فاصله بین گره های شبکه 1.5 نانومتر مشخص می شود که به طور قابل توجهی کوچکتر از اندازه منافذ سیلیکاژل مورد استفاده برای جذب است. کروماتوگرافی (10 نانومتر)، انتقال جرم را کند می کند و بنابراین، راندمان را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. رزین های تبادل یونی مورد استفاده در HPLC عمدتاً کوپلیمرهای استایرن و دی وینیل بنزن هستند. معمولاً 8-12 درصد دومی اضافه می شود. هر چه میزان دی وینیل بنزن بیشتر باشد، سفتی و استحکام پلیمر بیشتر می شود، ظرفیت و به عنوان یک قاعده انتخاب پذیری بالاتر و تورم کمتر می شود.

اسناد مشابه

مشخصات کلی فرآیند کروماتوگرافی مبانی فیزیکوشیمیایی کروماتوگرافی لایه نازک، طبقه بندی روش های آنالیز. انواع کروماتوگرافی بر اساس حالت های فازی. کنترل کیفیت محصولات غذایی با استفاده از روش TLC، تجهیزات.

کار دوره، اضافه شده در 12/27/2009


پدیده هایی که در طول کروماتوگرافی رخ می دهند. دو رویکرد برای تبیین، نظریه صفحه نظری و نظریه جنبشی است. کروماتوگرافی گازی، مایع، کاغذی. روش تبادل یونی موارد استفاده از کروماتوگرافی تبادل یونی. کروماتوگرافی ژل.

چکیده، اضافه شده در 2009/01/24


مفهوم و ساختار جاذب های پلیمری، تاریخچه ایجاد و توسعه آنها، اهمیت آنها در فرآیند کروماتوگرافی پارتیشن. انواع جاذب های پلیمری، امکان استفاده از آنها در کروماتوگرافی حذف اندازه. ویژگی های استفاده از ژل های سخت.

چکیده، اضافه شده در 01/07/2010


پیدایش و توسعه کروماتوگرافی. طبقه بندی روش های کروماتوگرافی کروماتوگرافی در فاز ثابت جامد: گاز، مایع (مایع-جذب). کروماتوگرافی فاز ساکن مایع: کروماتوگرافی گازی مایع و ژل.

چکیده، اضافه شده در 05/01/2009


ماهیت روش کروماتوگرافی، تاریخچه توسعه و انواع آن. زمینه های کاربرد کروماتوگرافی، دستگاه ها یا تاسیسات برای جداسازی کروماتوگرافی و تجزیه و تحلیل مخلوط مواد. نمودار کروماتوگراف گازی، سیستم های اصلی و اصل عملکرد آن.

چکیده، اضافه شده در 2010/09/25


مبانی روش کروماتوگرافی گازی معکوس. کروماتوگرافی گازی یک روش جهانی برای تجزیه و تحلیل کمی و کیفی مخلوط های پیچیده و روشی برای به دست آوردن اجزای جداگانه به شکل خالص آنها است. کاربرد کروماتوگرافی گازی معکوس.

کار دوره، اضافه شده در 01/09/2010


ماهیت و محتوای کروماتوگرافی جفت یونی، استفاده از آن در کروماتوگرافی مایع و استخراج برای استخراج داروها و متابولیت های آنها از مایعات بیولوژیکی به فاز آلی. انواع کروماتوگرافی جفت یونی، ویژگی های متمایز.

چکیده، اضافه شده در 01/07/2010


کروماتوگرافی گازی یکی از امیدوارکننده ترین روش های تحقیق فیزیکوشیمیایی است که در حال حاضر به سرعت در حال توسعه است. طبقه بندی روش های کروماتوگرافی ویژگی های مشخصه مختلف فرآیند. ماهیت روش های کروماتوگرافی.

چکیده، اضافه شده در 2010/01/25


ماهیت کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) به عنوان روشی برای تجزیه و تحلیل و جداسازی ناخالصی های پیچیده. جاذب ها، کلات های اشباع از هماهنگی؛ الگوهای تأثیر ساختار لیگاند بر رفتار کلات‌ها در شرایط کروماتوگرافی فاز معکوس

چکیده، اضافه شده در 10/11/2011


مفهوم و مراحل اصلی روش کروماتوگرافی حذف اندازه، ویژگی های اساسی و زمینه های کاربردی آن، انواع و ویژگی های متمایز آنها. ویژگی های تجهیزات مورد استفاده در فرآیند کروماتوگرافی حذف اندازه.

تکنیک‌های کروماتوگرافی هنگام پایش کیفیت هوای مناطق کار در صنعت و بهداشت صنعتی در میان سایر موارد غالب است. آنها اساس اکثریت قریب به اتفاق مطالعات سم شناسی را تشکیل می دهند. با استفاده از کروماتوگرافی گازی، پزشکان توانستند "سندرم ساختمان بیمار" - سلامت ضعیف و برخی بیماری های ناشی از وجود تعداد زیادی از مواد شیمیایی مضر آزاد شده از مواد مصنوعی (فرش ها، مسیرها، در هوای محل های مسکونی و ساختمان های اداری) را مطالعه کنند. پانل ها، مشمع کف اتاق، اثاثه یا لوازم داخلی و غیره)، ماستیک ها، لاک ها، پانسمان ها و سایر محصولات شیمیایی خانگی، و همچنین انتشار گاز در حین کار پرینترهای لیزری و بخاری های گازی.[...]

فرآیند جداسازی کروماتوگرافی بر اساس جذب است که در زندگی روزمره با آن مواجه هستیم - جذب مواد توسط یک سطح جامد (جذب) یا انحلال گازها و مایعات در حلال های مایع (جذب). شناخته شده ترین کاربرد جذب، تصفیه هوا در ماسک های گاز است: جاذب (کربن فعال) که جعبه ماسک گاز را پر می کند، ناخالصی های مضر یا عوامل شیمیایی موجود در هوا را حفظ می کند. جذب مشخصه بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی، به ویژه فرآیند تنفس است. جذب اکسیژن توسط هموگلوبین در خون در ریه ها نیز تا حدی یک فرآیند کروماتوگرافی است، زیرا این شامل جداسازی جذب اکسیژن از سایر گازهای موجود در هوای استنشاقی است. متأسفانه ناخالصی های مضر موجود در هوا نیز توسط خون و گاه به طور غیرقابل برگشت جذب می شود.[...]

کسی که اولین کسی بود که فرآیند جذب را به درستی توضیح داد (پدیده هایی که هنگام حرکت یک ماده در امتداد یک لایه جاذب رخ می دهد) دانشمند روسی میخائیل سمنوویچ تسوت بود. او با استفاده از این پدیده ها، روش تحلیلی قابل توجهی ایجاد کرد، امکانات گسترده آن را نشان داد و نامی گذاشت که تا به امروز نه تنها روش، بلکه خود فرآیند و رشته علمی که آن را مطالعه می کند، به کار می بریم.[...]

اما از آنجایی که مواد مختلف به طور متفاوتی توسط بنزن از جاذب (گچ) استخراج می شدند، با سرعت های متفاوتی از طریق لوله فرود می آمدند. بنابراین، حلقه سبز اولیه، نزولی، به تدریج گسترش یافت و به چندین حلقه رنگی تقسیم شد. در پایان شش حلقه از این حلقه ها وجود داشت: حلقه بالایی زرد، سپس سبز زیتونی، سپس سبز تیره و سه حلقه زرد بود.[...]

Tsvet یک لایه گچ را از لوله جدا کرد، آن را به استوانه هایی برش داد، که هر یک حاوی حلقه رنگی خود بود. حالا می شد با الکل موادی را از جاذب استخراج کرد و آنها را بررسی کرد. در نتیجه، دانشمند نشان داد که کلروفیل یک ترکیب منفرد نیست، بلکه مخلوطی از دو ماده است که روی یک ستون گچی از هم جدا شده و حلقه های سبز زیتونی و سبز تیره به دست می دهد. مواد باقی مانده زانتوفیل بودند.[...]

رنگ به تصویر چند رنگی که هنگام جداسازی مواد به دست می آید کروماتوگرام می گویند و خود روش را (بر اساس جداسازی مواد بر اساس تمایل آنها به جذب) آنالیز جذب کروماتوگرافی یا کروماتوگرافی می نامند.[...]

قبل از سال 1914، تسوت چندین مقاله در مورد کروماتوگرافی منتشر کرد، اما پس از کار او این روش به طور گسترده توسعه نیافته بود. تنها در سال 1931 کوهن، وینترشتاین و لدرر آزمایش‌های اولیه تسوت را بازتولید کردند (با استفاده از نمونه‌هایی از جداسازی کاروتن از هویج، گلبرگ‌های قاصدک و زرده تخم مرغ). چنین فراموشی طولانی مدت از تحقیقات کلاسیک تا حد زیادی به دلیل بررسی های منفی مقامات آن زمان بود که نمی توانستند عمق کامل کشف دانشمند جوان را درک کنند.[...]

برای توسعه روش کروماتوگرافی پارتیشن و انواع مختلف آن، مارتین و سینگ در سال 1952 جایزه نوبل را دریافت کردند. از این لحظه بود که مرحله مدرن توسعه کروماتوگرافی گازی آغاز شد (1951-1952)، زمانی که A. A. Zhukhovitsky و همکارانش (روسیه) کروترموگرافی و A. Martin و A. James - کروماتوگرافی گازی مایع را با کمک پیشنهاد کردند. که آنها موفق شدند مخلوطی از اسیدهای چرب را روی ستونی با یک حامل دیاتومیت (Celite-545) آغشته به روغن پارافین با افزودن اسید استئاریک جدا کنند. چنین جاذبی مواد تجزیه شده را بسیار ضعیف تر از مثلاً کربن فعال یا اکسید آلومینیوم جذب می کند، بنابراین جیمز و مارتین توانستند اسیدهای آلی فرار را در جریان گاز - نیتروژن - جدا کنند.[...]

از آن زمان، کروماتوگرافی گازی به یکی از متداول‌ترین روش‌های آنالیز تبدیل شده است که با آن می‌توان طیف بسیار وسیعی از مواد - از گازها گرفته تا مایعات و فلزات با وزن مولکولی بالا را مطالعه کرد.[...]

برخی از مسائل اصطلاحی در مورد طبقه بندی روش های کروماتوگرافی باید روشن شود. در ساده‌ترین حالت، اصطلاح «کروماتوگرافی گازی» به یک روش تجزیه و تحلیل اشاره دارد که در آن جداسازی مخلوطی از مواد در یک ستون کروماتوگرافی در جریان گاز (گاز حامل) به طور مداوم از ستون عبور می‌کند. جذب گاز (جذب روی یک جاذب - کربن، سیلیکاژل یا اکسید آلومینیوم) و گاز-مایع (جذب روی جاذب - یک حامل جامد پوشیده شده با مایع - یک فاز مایع ثابت) - همه اینها انواع کروماتوگرافی گازی هستند.

کروماتوگرافی روشی برای جداسازی و تعیین مواد بر اساس توزیع اجزاء بین دو فاز - متحرک و ثابت است. فاز ساکن یک ماده متخلخل جامد (که اغلب جاذب نامیده می شود) یا یک فیلم مایع است که روی یک ماده جامد رسوب می کند. فاز متحرک مایع یا گازی است که در یک فاز ساکن و گاهی تحت فشار جریان دارد. اجزای مخلوط تجزیه شده (سوربات ها) همراه با فاز متحرک در امتداد فاز ساکن حرکت می کنند. معمولاً در یک لوله شیشه ای یا فلزی به نام ستون قرار می گیرد. بسته به قدرت برهمکنش با سطح جاذب (به دلیل جذب یا مکانیسم دیگری)، اجزا با سرعت های متفاوتی در طول ستون حرکت خواهند کرد. برخی از اجزا در لایه بالایی جاذب باقی می‌مانند، برخی دیگر که به میزان کمتری با جاذب در تعامل هستند، به قسمت پایین ستون ختم می‌شوند و برخی به‌طور کامل همراه با فاز متحرک ستون را ترک می‌کنند. unretained نامیده می شود و زمان نگهداری آنها «زمان مرده» ستون را تعیین می کند).

این امکان جداسازی سریع مخلوط های پیچیده اجزا را فراهم می کند.

تاریخچه کشف:

تولد کروماتوگرافی

میخائیل سمنوویچ تسوت، دستیار بخش آناتومی و فیزیولوژی گیاهان در جلسه ای از بخش بیولوژیکی انجمن طبیعت شناسان ورشو، گزارشی در مورد دسته جدیدی از پدیده های جذب و کاربرد آنها در بیوشیمیایی ارائه کرد. تحلیل و بررسی."

متأسفانه، M.S. Tsvet که از نظر آموزش گیاه شناس بود، جنبه تحلیلی شیمیایی کشف خود را به اندازه کافی قدردانی نکرد و کمی از کار خود را در مجلات شیمیایی منتشر کرد. متعاقباً این شیمیدانان بودند که مقیاس واقعی M.S پیشنهادی را قدردانی کردند. روش کروماتوگرافی رنگی به رایج ترین روش شیمی تجزیه تبدیل شده است.

مزایای روش های کروماتوگرافی زیر باید مورد تاکید قرار گیرد:

1. جداسازی ماهیتی پویا دارد و اعمال جذب - دفع اجزای جدا شده بارها تکرار می شود. این به دلیل کارایی قابل توجه بیشتر کروماتوگرافی است

جداسازی در مقایسه با روشهای جذب ساکن و

استخراج.

2. در طول جداسازی، انواع مختلفی از برهمکنش بین سوربات ها و فاز ساکن استفاده می شود: از صرفا فیزیکی تا جذب شیمیایی.

این امکان جداسازی گزینشی طیف وسیعی از

3. میدان های اضافی مختلف (گرانشی، الکتریکی، مغناطیسی و ...) را می توان بر روی مواد در حال جداسازی اعمال کرد که با تغییر شرایط جداسازی، قابلیت های کروماتوگرافی گسترش می یابد.

4. کروماتوگرافی یک روش ترکیبی است که جداسازی و تعیین همزمان چند جزء را با هم ترکیب می کند.

5. کروماتوگرافی به شما امکان می دهد هم مشکلات تحلیلی (جداسازی، شناسایی، تعیین) و هم مسائل آماده سازی (تصفیه، جداسازی، تمرکز) را حل کنید. راه حل این مشکلات را می توان با انجام آنلاین آنها ترکیب کرد.

روش های متعددی بر اساس وضعیت تجمع فازها، مکانیسم جداسازی و تکنیک جداسازی طبقه بندی می شوند.

روش های کروماتوگرافی در نحوه انجام آنها نیز متفاوت است.

فرآیند جداسازی به فرونتال، جابجایی و شوینده.

کروماتوگرافی یونی

کروماتوگرافی یونی یک کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا برای جداسازی کاتیون ها و آنیون ها در مبدل های یونی است.

ظرفیت کم استفاده گسترده از کروماتوگرافی یونی

به دلیل تعدادی از مزایای آن:

– توانایی تعیین تعداد زیادی مواد معدنی و

یون های آلی، و همچنین به طور همزمان کاتیون ها و

- حساسیت تشخیص بالا (تا 1 نانوگرم در میلی لیتر بدون

پیش تمرکز؛

- گزینش پذیری و بیان بالا؛

- حجم کم نمونه آنالیز شده (بیش از 2 میلی لیتر نمونه)؛

- طیف گسترده ای از غلظت های قابل تشخیص (از 1 نانوگرم در میلی لیتر تا

- امکان استفاده از آشکارسازهای مختلف و ترکیبات آنها، که امکان انتخاب و زمان تعیین کوتاه را فراهم می کند.

- امکان اتوماسیون کامل تعیین

- در بسیاری از موارد، فقدان کامل آماده سازی نمونه اولیه.

با این حال، مانند هر روش تحلیلی، کروماتوگرافی یونی بدون معایب نیست که عبارتند از:

- پیچیدگی سنتز مبدل های یونی که بسیار پیچیده است

توسعه روش؛

- راندمان جداسازی کمتر در مقایسه با HPLC.

- نیاز به مقاومت در برابر خوردگی بالا

سیستم کروماتوگرافی، به ویژه در هنگام تعیین

کاتیون ها

2.1 تاریخچه توسعه:

مطالعه فرآیندهای تبادل یونی از ابتدای قرن نوزدهم آغاز شد. از مشاهدات تأثیر خاک بر ترکیب شیمیایی محلول های نمک در تماس با آن. در پایان دهه 40، G. Thompson خاطرنشان کرد که خاک آمونیاک را از کودهای آلی اعمال شده جذب می کند؛ آزمایش های مربوطه توسط متخصص York D. Spence انجام شد. اولین نتایج آزمایش‌های D. Spence توسط G. Thompson در سال 1850 منتشر شد. مقاله اشاره می‌کند که "اولین کشف خواص بسیار مهم خاک ممکن است تقریباً به عنوان مفید برای کشاورزی شکست بخورد" و آخرین آثار او در سال‌های 1852 و 1855 منتشر شد.

2.3 اصول جداسازی یون در فرآیندهای جذب

کروماتوگرافی تبادل یونی به کروماتوگرافی فاز مایع-جامد گفته می شود که در آن فاز متحرک مایع (شباع کننده) و فاز ساکن جامد (مبدل یونی) است. روش کروماتوگرافی تبادل یونی بر اساس فرآیند دینامیکی جایگزینی یون های مرتبط با فاز ساکن با یون های شوینده وارد شده به ستون است. جداسازی به دلیل تمایلات متفاوت یون ها در مخلوط برای مبدل یونی رخ می دهد که منجر به نرخ های مختلف حرکت آنها در ستون می شود.

کروماتوگرافی یونی یک نوع کروماتوگرافی ستون تبادل یونی است.

طبق توصیه های IUPAC (1993)، اصطلاحات تبادل یونی (IEC) و کروماتوگرافی یونی (IC) به شرح زیر تعریف می شوند. کروماتوگرافی تبادل یونی بر اساس تفاوت در برهمکنش های تبادل یونی برای آنالیت های منفرد است. اگر یون ها از هم جدا شوند و بتوان با استفاده از آشکارساز هدایت سنجی یا تشخیص غیرمستقیم اشعه ماوراء بنفش آن را تشخیص داد، آن را کروماتوگرافی یونی می نامند.

فرمول مدرن (2005): "کروماتوگرافی یونی شامل تمام جداسازی های کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) از یون ها در ستون ها، همراه با تشخیص مستقیم در آشکارساز جریان و پردازش کمی سیگنال های تحلیلی حاصل است." این تعریف کروماتوگرافی یونی را بدون توجه به مکانیسم جداسازی و روش تشخیص مشخص می کند و در نتیجه آن را از تبادل یونی کلاسیک جدا می کند.

اصول جداسازی زیر در کروماتوگرافی یونی استفاده می شود:

تبادل یونی

تشکیل جفت یون.

حذف یون

تبادل یونی

تبادل یونی یک واکنش ناهمگن برگشت پذیر از تبادل معادل یون های واقع در فاز مبدل یونی (کنتریون ها) با یون های شوینده است. یون های شمارنده توسط گروه های عملکردی مبدل یونی به دلیل نیروهای الکترواستاتیک نگه داشته می شوند. به طور معمول در کروماتوگرافی کاتیونی این گروه ها گروه های اسید سولفونیک هستند. در مورد کروماتوگرافی آنیونی – بازهای آمونیوم چهارتایی. در شکل شکل 1 نموداری از فرآیند تبادل کاتیون ها و آنیون ها را نشان می دهد. یون های آنالیت به عنوان A و یون های شوینده که با آنها برای مراکز تبادل رقابت می کنند به عنوان E تعیین می شوند.

برنج. 1. تبادل یونی کاتیون‌ها (A+) و آنیون‌ها (A-) برای یون‌های شوینده (E+ یا E-) با مشارکت یک مبدل کاتیونی حاوی گروه‌های سولفو عملکردی - SO3- و یک مبدل آنیون (گروه‌های پایه آمونیوم چهارتایی -N). + R3).

تشکیل جفت یون

برای اجرای این مکانیسم جداسازی، از معرف های جفت یونی استفاده می شود که به محلول شوینده اضافه می شود. این معرف ها سورفکتانت های آنیونی یا کاتیونی مانند اسیدهای آلکیل سولفونیک یا نمک های تترا آلکیلامونیوم هستند.

همراه با یون‌های قابل تشخیص با بار مخالف، یون‌های این معرف جفت یونی یک جفت یونی بدون بار تشکیل می‌دهند که به دلیل برهم‌کنش‌های بین مولکولی می‌توان آن را در فاز ساکن نگه داشت. جداسازی به دلیل تفاوت در ثابت‌های تشکیل جفت‌های یون و میزان جذب آنها روی ماتریس جاذب انجام می‌شود. در شکل شکل 2 یک مدل تبادل یونی ساکن را در کروماتوگرافی جفت یونی پس از جذب معرف در فاز ساکن نشان می دهد. این اصل جداسازی هم برای آنیون ها و هم برای کاتیون ها صدق می کند.

برنج. 2. مدل تبادل یونی در کروماتوگرافی جفت یونی

حذف یونی

کروماتوگرافی حذف یون (IEC). عمدتا برای جداسازی اسیدها یا بازهای ضعیف استفاده می شود. IEC بیشترین اهمیت را برای تعیین اسیدهای آمینه و کربوکسیلیک، فنل ها و کربوهیدرات ها دارد.

در شکل شکل 3 اصل جداسازی را با استفاده از IEC با استفاده از اسیدهای R-COOH به عنوان مثال نشان می دهد.

برنج. 3. طرحی برای جداسازی اسیدهای کربوکسیلیک R-COOH با استفاده از کروماتوگرافی حذف یون.

در کروماتوگرافی رد یون، یک مبدل کاتیونی کاملا سولفونه حاوی یون های هیدروژن (کنتریون ها) اغلب به عنوان یک فاز ثابت استفاده می شود. در محلول آبی مایع شوینده، گروه های اسید سولفونیک مبدل یونی هیدراته می شوند. پوسته هیدراتاسیون توسط یک غشای بار منفی خیالی (غشاء دانان) محدود شده است. این غشاء فقط به مولکول های تفکیک نشده (مثلاً آب) نفوذپذیر است.

اگر از اسیدهای معدنی قوی به عنوان شوینده استفاده شود، می توان کربوکسیلیک اسیدهای آلی را جدا کرد. به دلیل مقادیر کم ثابت اسیدیته، اسیدهای کربوکسیلیک در این محلول ها به صورت تفکیک نشده وجود دارند. این اشکال می توانند از غشای دانان عبور کرده و در فاز ساکن جذب شوند.