Kolonnkromatograafia

Kolonnkromatograafia on kromatograafia meetod, kus ainete segu kromatograafiliseks lahutamiseks kasutatakse täidiskolonni.

Enamasti mõeldakse kolonnkromatograafia all lihtsat ainete segu eluendiga läbivoolutamist täidiskolonnist. See on  preparatiivse lahutamise meetod. Ainete segu täidiskolonnist eluendiga läbivoolutamisel toimub komponentide lahutumine paljukordse  sorptsiooni ja desorptsiooni tingimustes. Klassikalise kolonnkromatograafia korral liigub vedelik kolonnist läbi vedelikusamba raskuksjõu toimel. Vahel rakendatakse parema voolutuskiiruse ja lahutusvõime saavutamiseks   õhu või inertse gaasi survet eluendile (flash).

Täidiskolonniks on tavaliselt klaastoru, milles on peeneteraline suure eripinnaga tahke täidis (liikumatu faas), näiteks adsorbent või sobiva vedelikuga immutatud tahke kandja või geel või ioniit jm.

Praktikas juhitakse ainete segu läbi kolonni täidise sobiva vedeliku vooluga (eluent ehk liikuv faas). Sorptsiooni ja desorptsiooni tulemusena jaotuvad segu komponendid liikumatu ja liikuva faasi vahel vastavalt kindlatele koefitsientidele, mida nimetatakse jaotuskoefitsientideks. Selle protsessi paljukordse kordamise tagajärjel liiguvad komponendid edasi erinevate kiirustega. See viib komponentide lahutumisele ning moodustuvad vastavad kiiremini ja aeglasemalt liikunud komponentide tsoonid.
Kui mobiilne faas on vähem polaarne võrreldes statsionaarse faasiga, siis vähem polaarne aine liigub kiiremini ja polaarsem aine aeglasemalt (jääb tahapoole).

Proov viiakse kolonni ülaossa, siis avatakse allosas olev kraan. Ülaosasse tuleb pidevalt lisada eluenti. Protsessi käigus kogutakse kolonnist väljuv vedelik mitme fraktsioonina. Segu komponentide ees, järel ja vahepeal väljub eluent. Eraldatud fraktsioonide (komponentide) puhtust hinnatakse näiteks õhukese kihi kromatograafiaga,  spektrofotomeetriliselt või massispektromeetriga.

Kolonni pikkuse suurendamisel paraneb ainete lahutumine. Väikese läbimõõduga täidiskolonnid on kasutusel analüütilistes gaasikromatograafia (GC) ja  kõrgsurve vedelikukromatograafia (HPLC) seadmetes.   Kui kromatograafilises täidiskolonnis kasutatakse   peeneteralisi täidiseid, nõuab see  suurendatud rõhku, et proov gaasi vooluga (see on GC korral) või eluendi vooluga (see on HPLC   korral) läbi statsionaarse faasi suruda.

Tänapäeval on aparatuuri tootvad firmad välja arendanud automatiseeritud surve-vedelikukromatograafia süsteemid vastavalt vajadustele. Need seadmed on varustatud rõhu tõstmise pumbaga, pakitud kolonni(de)ga, kromatograafia detektoriga ja automaatse fraktsioneerimisseadmega.
madalsurve vedelikukromatograafia (LPLC, kuni 525 kPa ehk kuni 5 atm)
kesksurve vedelikukromatograafia (MPLC, üle 1MPa ehk üle 10 atm)
kõrgsurve vedelikukromatograafia (HPLC, kuni 40 MPa ehk 400 atm)
ultrakõrgsurve vedelikukromatograafia (UPLC ehk U-HPLC, kuni 100 MPa ehk kuni 1000 atm)

Uritava segu komponentide lahutusvõime on LPLC süsteemidel alati madalam kui HPLC korral, kuid esimesed on lihtsamad ja odavamad ning võimaldavad opereerida suuremate ainekogustega.

Vaata ka
Lahutusmeetodid keemias
Kromatograafia
Preparatiivne kromatograafia
Kõrgsurve vedelikukromatograafia

Kromatograafia