Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Октябрь » 5 » Основы хроматографии
15:52
Основы хроматографии

Хроматография дословно переводится как "цветопись”, то есть, появление характерных цветных полос или пятен на неподвижном носителе при проходдении смеси веществ через носитель. Хроматография основана на различной удерживающей способности неподвижной среды на каждый из компонентов смеси веществ, подвергаемой разделению.

В хроматографии выделяют три основные составляющие: неподвижная среда, исследуемая смесь веществ и подвижная среда. Подвижная среда представлена растворителем или смесью растворителей, обеспечивающих продвижение исследуемой смеси через неподвижный носитель. Носитель представляет собой твердое, пористое, нерастворимое в подвижной среде тело, обладающее различным удерживающим действием на компоненты исследуемой смеси. Подвижная среда (также известная как растворитель или элюент) должна удерживаться в неподвижном носителе в 10-20 и более раз меньше, чем каждый из компонентов исследуемой смеси. Удерживающее действие носителя на различный соединения зависит, в основном от размеров и полярности молекул или ионов этих веществ.

В наиболее классическом варианте, воздействие носителя на смесь веществ обусловлено силами адсорбции. В таком случае, это адсорбционная хроматография. Обязательным условием проведения данного процесса является тонкое измельчение неподвижной фазы (носителя) и его развитая поверхность. Как правило, это минеральные вещества, оксиды или смешанные соли. Классические примеры: оксид алюминия и силикагель. Элюентами в этом случае могут выступать любые органические растворители или их смеси.

Значительно реже используется распределительная хроматография. В этом случае происходит смешанный процесс, обусловленный как адсорбционными, так и абсорбционными взаимодействиями между носителем и подвижной фазой. Носителем может выступать тонкая пленка вязкой жидкости (бумажная или ТСХ, распределительная хроматографии) или жидкая среда, диспергированная в объеме твердого носителя (колоночная распределительная хроматография). В обоих случаях происходит движение компонентов смеси в тонких слоях жидкого носителя под действием диффузионных сил и сил тяжести. Большая протяженность тонких слоев жидкого носителя обеспечивают достаточное разделение компонентов смеси по длине прибора, но, консервирование картины процесса невозможно из-за обратимости диффузионных процессов, размывающих картину. Можно, разве что, попробовать быстро заморозить пробу.

Чаще используется хроматография на более устойчивых ионообменных носителях. Это ионообменная хроматография, она прекрасно подходит для разделения смесей солей и других полярных веществ. Подвижной фазой, как правило, является вода или другие достаточно полярные жидкости. Носителем служит синтетическая ионообменная смола.

Интересной разновидностью хроматографии является электронообменная хроматография. Она проводится на синтетических электроннообменных смолах, редокситах. Все полимерные носители выпускаются в виде мелких овальных или сферических гранул. Перед применением их замачивают в растворителе, который будет использоваться в хроматографии в  качестве элюента. Редокситы имеют в качестве функциональных групп звенья гидрохинона или метиленового голубого красителя. Эти функциональные группы способны к окислительно-восставновительным реакциям. В результате прохождения подвижной фазы происходит ОВР с участием функциональных групп носителя, что приводит к более быстрому прохождению через носитель тех молекул, которые быстрее (или медленнее) участвуют в электронном обмене. Этот метод прекрасно подходит для разделения веществ, близких по характеру функциональных групп, размерам и полярности молекул, но, значительно отличающихся по окислительной активности.

Для разделения достаточно крупных молекулярных веществ с большим количеством функциональных групп используется электрофорез. Так как, теплового движения и естественной диффузии здесь недостаточно. Электрическое поле создается двумя электродами, молекулы, несущие на себе больший наведенный заряд передвигаются в поле быстрее, чем менее заряженные. В классическом варианте, этот метод используется в тонкослойной хроматографии (ТСХ). Для разделения белковых веществ используется ток с напряжением 5-20 вольт на сантиметр. Для разделения аминокислот применяют большие напряжения (50-200 В/см).

Одним из наиболее избирательных методов хроматографии является гель-фильтрация или гель-проникающая хроматография. Этот метод основан на сборке хроматографической колонки из пористых носителей с различными диаметрами пор. При прохождении растворителя со смесью веществ через колонку, происходит микрофильтрация смеси через слои, в каждом из которых остается та или иная фракция смеси. Основным недостатком этого метода является необходимость разбирать колонку после каждого процесса, избегая смешения различных фракций носителя. В качестве носителей для этого метода используют микропористые полимеры или натуральные белковые соединения (модифицированные агар или желатин).

Все носители для хроматографии подразделяют по величине зерен (частиц). В классическом варианте принята мера размера носителя в мешах. Число мешей соответствует количеству отверстий на 1 дюйм самого мелкого сита, через которое может пройти данная фракция носителя. Более современный метод классификации частиц носителя, это выражение размеров частиц в микрометрах. В любом случае, для повышения эффективности процесса и облегчения более равномерного использования объема носителя, необходимо иметь максимально однородный носитель.

Размер частиц носителя в 4000 мкм соответствует 5 меш., а 150 мкм соответствует 100 меш. В различных странах использовались несколько различные системы отражения размеров частиц носителя в мешах.

Основное применение хроматография нашла в качественном и количественном анализе сложных смесей. Значительно реже, хроматография применяется для получения небольших количеств (0,1-1,0 гр.) веществ высокой степени очистки. Особенно, если более сподручная методика высокой очистки данного вещества еще не разработана или не внедрена.

Категория: Очистка и выделение веществ | Просмотров: 1785 | Добавил: Chemadm | Теги: хроматография, виды хроматографии, механизм хроматографии | Рейтинг: 4.7/27
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]