• Što je kromatografija?
• Vrste kromatografije
• Primjeri kromatografije

Objašnjavamo što je kromatografija, kako se koristi za odvajanje smjesa, koje su njezine faze, koje vrste postoje i primjeri.

Kromatografija omogućuje da se komponente smjese odvoje i identificiraju.

Što je kromatografija?

Kromatografija je a metoda odvajanja smjese kompleks, koji se široko koristi u raznim granama znanost. Može se koristiti za kvantificiranje, identifikaciju i odvajanje komponenti smjese. Da bi to učinio, koristi se načelo selektivnog zadržavanja, koje se sastoji od različitog ponašanja komponenti smjesa na određenom nosaču (kao što je papir, plin, tekućina, smola) i tekućoj ili plinovitoj fazi koja teče kroz nosač.

Na taj način, kromatografija koristi različite tehnike koje iskorištavaju razlike u stopi zadržavanja svake komponente, te ih mogu odvojiti, identificirati i kvantificirati.

U mnogim slučajevima ključ adsorpcija (različito od apsorpcija, koji se odnosi na difuziju komponente iz jedne faze u drugu), koncept koji se odnosi na proces kojim se čestice zadržavaju na površini. Prema razlici u brzinama adsorpcije na podlozi i afinitetu za ovu podlogu komponenti smjese, mogu se odvojiti, a zatim kvantificirati ili identificirati.

Općenito, sve vrste kromatografije ovise o nizu instrumenata, kemijski spojevi i odlučan tehnologija. Zbog toga je važno poznavati neke pojmove kako bismo razumjeli rad kromatografskih tehnika:

• Stacionarna faza. To je tvar koja ostaje nepomična dok kromatografija radi.
• Mobilna faza. To je tvar koja se kreće tijekom kromatografije. Može biti tekućina ili plin. Uzorak koji sadrži analit primjenjuje se u mobilnoj fazi.
• Analiti. To su tvari koje će se odvojiti, kvantificirati i/ili identificirati kromatografijom, odnosno tvari koje će se analizirati.
• Emisije. To je smjesa koju treba analizirati. Može se sastojati od jednog ili više analita i drugih komponenti koje možda nisu od interesa, od kojih će se analiti odvojiti.
• Vrijeme zadržavanja. To je vrijeme potrebno da analit prođe od stupca ili sustava kroz koji prolazi mobilna faza do detektora (oprema koja može dati detekcijski signal koristeći neko svojstvo analita).
• Selektivnost. To je sposobnost razlikovanja svake komponente u mješavini.
• Eluent Također se odnosi na mobilnu fazu dok izlazi iz kromatografske kolone.

Kromatografska metoda sastoji se od inokulacije uzorka u stacionarnoj ili mobilnoj fazi (ovisno o vrsti kromatografske tehnike). Zatim, ako je, na primjer, mobilna faza ona koja sadrži uzorak, ona prolazi kroz određenu stacionarnu fazu.

Odvajanje analita ovisit će o afinitetu svake komponente za stacionarnu i mobilnu fazu. Ovisno o njihovoj prirodi, neki tvari oni će se težiti kretanju s mobilnom fazom, a drugi ostati na stacionarnoj fazi.

Vrste kromatografije

Ovisno o korištenoj tehnologiji, prirodi nosača (stacionarna faza) i pokretne tvari (mobilna faza), mogu se razlikovati sljedeće vrste kromatografije:

• Kromatografija na papiru. Stacionarnu fazu čini traka filter papira. Uzorak koji se analizira stavlja se kao kap na jedan kraj papira. Zatim se papirna traka uroni u posudu u kojoj se nalazi mobilna faza, vodeći računa da se kraj na kojem se nalazi uzorak nalazi na dnu papira. Mobilna faza se diže kapilarno, vuče uzorak sa sobom i odvaja svaku komponentu prema njezinom afinitetu za stacionarnu fazu. Ova vrsta kromatografije koristi se uglavnom kada svaka komponenta uzorka ima a boja različite, tada možete vidjeti prikaz boja na papiru kako biste ih identificirali.
• Tankoslojna kromatografija. Rad ove tehnike sličan je onoj kod papirne kromatografije, ali se u ovom slučaju stacionarna faza gradi nanošenjem polarne smole (gotovo uvijek silika gela) na staklenu ili aluminijsku ploču. Određena količina uzorka stavlja se 1 cm od donjeg ruba ploče. Ta se ploča zatim uroni, imajući na umu da kraj koji sadrži uzorak mora biti dolje, u posudu koja sadrži mobilnu fazu. Mobilna faza se diže kapilarnim djelovanjem, odvajajući komponente uzorka.
  
• Kromatografija na stupcu. Stacionarna faza je smještena unutar stupa koji može biti izrađen od stakla ili nehrđajućeg čelika, između ostalih materijala. Mobilna faza može biti tekuća ili plinovita. Uzorak se stavi na vrh kolone i pusti da se spusti s mobilnom fazom pomoću gravitacija. Dakle, kolonska kromatografija se može klasificirati kao:
  • Čvrsto-tekućinska kromatografija. Stacionarna faza je čvrsta a mobitel je tekući.
  • Tekuće-tekućinska kromatografija. Obje faze su tekućina.
  • Tekućinsko-plinska kromatografija. Stacionarna faza je tekuća, a mobilna faza je soda.
  • Kromatografija na krutom plinu. Stacionarna faza je čvrsta, a mobilna je plinovita.

S druge strane, uzimajući u obzir vrstu interakcije analita između stacionarne i mobilne faze, imamo sljedeće vrste kromatografije:

• Adsorpcijska kromatografija. U ovoj vrsti kromatografije stacionarna faza je krutina, dok je mobilna faza tekućina. Tvar koja tvori stacionarnu fazu može biti aluminij (Al2O3), silicij (SiO2) ili smole za ionsku izmjenu (matrice koje imaju elektrostatički aktivna mjesta, zbog kojih se analit u njima zadržava elektrostatičkom interakcijom). Mobilnu fazu može činiti a otapalo ili mješavina otapala. Neke komponente smjese će se zadržati s većom snagom od drugih, na taj način dolazi do razdvajanja.
• Razdjelna kromatografija. Događa se kada do odvajanja analita iz smjese dolazi zbog razlika u njihovoj topljivosti ili polarnosti između stacionarne faze i mobilne faze, pri čemu su obje faze tekućine koje se ne miješaju. Tehnologija stacionarnih faza je uznapredovala i već postoje različite tekućine ugrađene u krute tvari i smole koje se koriste u tu svrhu. U tom smislu postoje dvije vrste kormatografije ovisno o polaritetu stacionarne faze i mobilne faze:
  • U normalnoj fazi. Stacionarna faza je polarna, a mobilna faza je apolarna.
  • U obrnutoj fazi. Stacionarna faza je apolarna, a mobilna faza je polarna.
• Kromatografija ionske izmjene. Kada je stacionarna faza čvrsta i ima funkcionalne skupine koje se mogu ionizirati, odnosno nabijene, koje su sposobne izmijeniti svoj naboj s analitom. Može se klasificirati u:
  • Kationska izmjenjivačka kromatografija. Stacionarna faza sadrži negativno nabijene funkcionalne skupine, stoga zadržava katione (pozitivno nabijene).
  • Anionska izmjenjivačka kromatografija. Stacionarna faza sadrži pozitivno nabijene funkcionalne skupine, čime zadržava (negativno nabijene) anione.
• Kromatografija isključenja veličine. Stacionarna faza je porozan materijal kroz koji analiti eluiraju, ovisno o njihovoj veličini. U ovoj vrsti kromatografije ne postoji vrsta fizikalne ili kemijske interakcije između analita i stacionarne faze. Veći analiti se prvi eluiraju, odnosno ne zadržavaju se u stacionarnoj fazi. Dok su manji analiti zarobljeni u porama stacionarne faze i napuštaju je dok mobilna (tekuća) faza prolazi.
  

Uz napredovanje od znanje i tehnologija, kromatografske tehnike su se usavršavale i svaki put je bilo moguće točnije odvojiti, identificirati i kvantificirati tvari prisutne u smjesi. Dva primjera napredne kromatografije su HPLC (tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti) i GC (plinska kromatografija).

• HPLC. Sastoji se od vrste kolonske kromatografije, ali čija se mobilna faza pumpa pod visokim tlakom kroz stacionarnu fazu unutar kolone. Primjena visokog tlaka smanjuje difuziju analita kroz stacionarnu fazu, čime se postižu bolji rezultati, uz smanjenje radnog vremena.
• GC. Mobilna faza je plin, a stacionarna faza može biti kruta ili tekuća. Uzorak se ispari prije ubrizgavanja u kromatografsku kolonu, jer mora biti plinovit da bi ga plin nosilac mogao transportirati.

Primjeri kromatografije

Za analizu krvi, njezine komponente se odvajaju kromatografijom.

Neki svakodnevni primjeri primjene kromatografije su:

• Proliveno vino po bijelom stolnjaku. Nesreća u vrijeme večere će nam omogućiti da promatramo, kada se vino suši u kontaktu s zrak, razne tvari koje ga čine. Svaki će obojiti bijelu boju tkanine u drugačiji ton ili boju, a mogu se identificirati zasebno, što bi inače bilo nemoguće.
• Krvni test. Kromatografija uzoraka krvi često se provodi kako bi se identificirale tvari koje se nalaze u njoj, a koje su inače neprimjetne jer se radi o vrlo složenoj smjesi. Da biste to učinili, boja koju krv reflektira na podupiraču ili je podvrgnuta a svjetlo specifično.
• Testovi urina. Poput krvi, urin je mješavina raznih spojeva, nekih čvrstih tvari i drugih tekućina, čija prisutnost ili odsutnost može otkriti detalje o tome kako tijelo funkcionira. Kromatografsko odvajanje može se provesti kako bi se otkrili neobični ostaci, kao što su krv, soli, glukoza ili ilegalne tvari.
• Pregled mjesta zločina. Nešto što često vidimo u filmovima: istraživači uzimaju tkanine, vlakna, tkanine ili druge podloge i promatraju razdvajanje prianjanjem različitih supstanci prolivenih po njima, poput sjemena ili krvi, čak i kada bi golim okom mogle proći nezapaženo.
• Sanitarni pregledi hrane. Pod pretpostavkom da stručnjaci u hrana poznaju reakciju komponenti hrane kada su podvrgnute kromatografskom spektru, ova tehnika se može koristiti za detaljiziranje uzorka ako u njima postoji neka vrsta neprikladne tvari, produkt mikrobnih agenasa ili neka vrsta onečišćenja, prije njega proizvod idi na tržnicu i stavi rizik the Zdravlje od naroda.