Hromatogrāfija

Hromatogrāfija (sengrieķu: χρῶμα, chroma — "krāsa" un γράφειν, graphein — "rakstīt") ir kolektīvais termins laboratorijas tehnoloģiju kopumam, kas paredzēts vielu maisījumu sadalīšanai. Maisījums tiek izšķīdināts šķidrumā, ko sauc par kustīgo fāzi, kas pārvieto to cauri citu materiālu saturošai struktūrai, sauktai par stacionāro fāzi. Dažādie maisījuma komponenti ceļo ar atšķirīgu ātrumu, kas liek tiem sadalīties. Tas balstās uz sadalīšanos, kas notiek starp kustīgo un stacionāro fāzi.
Hromatogrāfiju var izmantot preparatīviem vai analītiskiem mērķiem. Preparatīvās hromatogrāfijas mērķis ir atdalīt vielas no vielu maisījuma tālākai vielu izmantošanai (to var uzskatīt arī par attīrīšanu). Analītiskā hromatogrāfijā tiek ņemti mazāki vielu daudzumi un tā domāta vielu relatīvo proporciju mērīšanai maisījumā.

Vēsture

Hromatogrāfiju pirmo reizi izmantoja Krievijā 1900. gadā, Itālijā dzimis zinātnieks Mihails Cvets. Viņš turpināja strādāt ar hromatogrāfijas metodi 20. gadsimta pirmajā dekādē, galvenokārt augu pigmentu atdalīšanai tādu kā hlorofils, karotīns un ksantofils. Tā kā šiem savienojumiem ir atšķirīgas krāsas (respektīvi, zaļa, oranža un dzeltena), tie deva šai metodei nosaukumu. Jaunas hromatogrāfijas metodes, kuras attīstījās 20. gadsimta 30.-40. gados, deva iespēju šo metodi izmantot daudziem atdalīšanas procesiem.
Izstrādātā hromatogrāfijas tehnika būtībā ir Ārčera Džona Portera Martina un Ričarda Laurenca Milingtona Singes darba rezultāts 20. gadsimta 40.-50. gados. Viņi izstrādāja atdalīšanās hromatogrāfijas principus un pamattehniku un viņu darbs ir iedrošinājis strauju attīstību dažās hromatogrāfijas metodēs: papīra hromatogrāfija, gāzu hromatogrāfija. Kopš tiem laikiem, tehnoloģijas ir attīstījušās strauji. Pētnieki ir atklājuši, ka Cveta hromatogrāfijas galvenie principi var tikt piemēroti daudzos dažādos veidos, tādā veidā radot dažādus hromatogrāfijas veidus. Hromatogrāfijas process vēl joprojām tiek uzlabots, ļaujot atdalīt aizvien līdzīgākas molekulas.

Papīra hromatogrāfija

Papīra hromatogrāfija ir analītiska metode, kuru bieži lieto, lai atdalītu krāsainus savienojumus. Šī metode lielākoties ir aizstāta ar plānslāņa hromatogrāfiju. Kopumā papīra hromatogrāfija ir laba metode, lai pārbaudītu savienojuma tīrību un identificētu vielas. Tā ir noderīga metode, jo tā ir relatīvi ātra un tai nepieciešami mazi vielu daudzumi. Atdalīšana papīra hromatogrāfijā norisinās līdzīgi kā plānslāņa hromatogrāfijā. Papīra hromatogrāfijā viela ir sadalīta starp stacionāro un kustīgo fāzi. Stacionārā fāze parasti ir augstas kvalitātes filtrpapīrs. Kustīgā fāze ir šķīdums, kurš ceļo pa stacionāro fāzi, nesot līdzi paraugus. Parauga komponenti atdalīsies atkarībā no tā, cik stipri tie absorbējas uz stacionārās fāzes attiecībā pret to, cik labprātīgi tie šķīst kustīgajā fāzē.
Kad krāsaina savienojuma paraugs ir uznests uz filtrpapīra, krāsainos savienojumus no parauga atdala, vienu filtrpapīra galu ieliekot šķīdinātājā. Šķīdinātājs ceļo augšup pa papīru, šķīdinot dažādas molekulas paraugā atkarībā no molekulu polaritātēm un šķīdinātāja dabas. Ja paraugs satur vairākas krāsas, tad tajā ir jābūt vairāk kā viena veida molekulām. Tā kā šīm molekulām ir katrai ir citādāka ķīmiskā struktūra, ir liela iespēja, ka šīm molekulām būs vismaz nelielas atšķirības polaritātē, dod citādāku šķīdību dotajā šķīdinātājā. Nevienādās šķīdības izraisa to, ka molekulas pamet šķīdumu dažādās vietās, kad šķīdinātājs kustas augšup pa papīru. Jo molekula šķīstošāka, jo augstāk tā virzīsies pa papīru. Ja viela ir ļoti nepolāra, tad tā polārā šķīdinātājā var nešķīst vispār. Tāpat arī ar polārām vielām un nepolāru šķīdinātāju.
Ļoti svarīgi ņemt vērā, ka ūdens kā šķīdinātājs ir polārs, līdz ar to, jo polārāka krāsviela, jo augstāk tā kustēsies pa papīru.

Plānslāņa hromatogrāfija

Tā ir hromatogrāfijas tehnika, kuru lieto negaistošu vielu maisījumu atdalīšanai. Plānslāņa hromatogrāfija tiek veikta uz stikla vai plastmasas plāksnītes vai alumīnija folijas, kura pārklāta ar plānu adsorbenta slāni, parasti tas ir silikagels, alumīnija oksīds vai celuloze. Šis adsorbenta slānis ir stacionārā fāze.
Pēc tam, kad paraugs ir uznests uz plates, šķīdinātājs vai šķīdinātāju sajaukums (kustīgā fāze) pievelkas augšup pa plati, pateicoties kapilārajiem spēkiem. Pateicoties tam, ka dažādi analīti pārvietojas augšup dažādos ātrumos, var panākt atdalīšanu.
Plānslāņa hromatogrāfiju var lietot, lai uzraudzītu reakcijas procesu, identificētu savienojumus dotajā maisījumā un noteiktu vielu un tās tīrību. Specifiski piemēri šim pielietojumam iekļauj keramīdu un piesātināto taukskābju analīzi, pesticīdu un insekticīdu noteikšanu pārtikā un ūdeni, krāsu salikuma analīze šķiedrās vai medicīnisko augu un to sastāvdaļu analīze.
Plānslāņa hromatogrāfijā var ieviest dažādus papildinājumus, lai automatizētu dažādus hromatogrāfijas soļus un uzlabotu izšķirtspēju un iegūtu precīzākus kvantitatīvos datus. Šī metode ir augsti efektīvā plānslāņa hromatogrāfija.