Kolonnkromatografi

Vad är kolumnkromatografi?

De Kolonnkromatografi Det är en teknik som möjliggör separering av komponenterna i en blandning av ämnen för att uppnå rening av ett specifikt ämne för identifiering, karaktärisering eller användning.

Kolonnkromatografi har två faser: en stationär fas och en mobil fas. Den stationära fasen finns i en fast eller flytande fas och de ämnen som ska separeras interagera med den, tidigare eller samtidigt till den mobila fasåtgärden.

Nedbrytningen av färger indikerar att ämnen eluerar annorlunda på grund av deras variabler affiniteter efter den stationära fasen: det blåaktiga ämnet, som är längre upp, är den som lidit av den starkaste retentionen. Källa: максим фомич, CC av 2.0, via Wikimedia Commons

Den mobila fasen, å andra sidan, rör sig under kromatografi och tillåter separering av blandningskomponenterna. Den mobila fasen finns i ett vätska eller gasformigt tillstånd och interagerar med ämnen i likhetskromatografi i deras polariteter.

Kolumnkromatografi är en mångsidig teknik som har många tillämpningar inom olika branscher, liksom inom medicin. Därför har kromatografiska tekniker ständigt utvecklats: sådant är fallet med den så kallade vätskekromatografin med hög upplösning (HPLC).

HPLC tillåter att analysera, på mycket kort tid, många ämnen, eftersom alla steg i processen automatiseras. Till exempel är det mycket användbart i läkemedelskvalitetsanalys symfiner, där många prover bör analyseras dagligen.

Vi har också kromatografi genom att utesluta storlek, som, som namnet antyder, är baserad på storleken på molekylerna och inte så mycket på deras polariteter. Denna teknik används när den krävs för att separera blandningar av pigment, hartser, asfalt, biomolekyler, etc., som inte skiljer sig för mycket i deras kemiska natur.

Typer av kolonnkromatografi

Det finns flera typer av kromatografi som utförs i kolonn, glasstruktur eller annat material, vanligtvis i form av raka rör. Bland de typer av kolonnkromatografi är följande:

• Absorption eller kolonn.
• Flytande flytande partition.
• Jonbytare.
• Uteslutning efter storlek.
• Gas.
• Högupplösningsvätska (HPLC).
• Affinitet.

Grunder och material

Laboratoriekolonnkromatografi

Adsorption eller kolonnkromatografi kromatografi

Denna kromatografi har samma principer som finskiktskromatografi, baserat på användningen av ett fast stationärt fas av polär natur (aluminiumoxid eller Sylica gel), och en mobil fas som utgörs av ett icke -polärt lösningsmedel i flytande tillstånd.

De polära ämnena som finns i en blandning av ämnen interagerar med den polära stationära fasen och adsorberas av detta. Dessutom har de liten affinitet för det icke -polära lösningsmedlet i mobilfasen.

Kan tjäna dig: Natriumborohydrid (NABH4): Struktur, egenskaper, användningar

Samtidigt separeras de låga polaritetsämnen lätt från sin förening med den stationära fasen på grund av deras polaritet; vilket gör att de kan interagera i större utsträckning med den icke -polära mobilfasen och förflyttas av den.

Flytande vätskekromatografi

Denna term används för att namnge en typ av kromatografi där den stationära fasen och den mobila fasen är i ett flytande tillstånd. Den stationära fasen är en polär vätska som genomsyrar fast stöd, vanligtvis inert kiseldioxid. Och den mobila fasen motsvarar en icke -polär vätska.

Detta fasarrangemang i partitionskromatografi kallas som en normal fas, medan om den icke -polära vätskan genomsyrar kiseldioxid, som utgör den stationära fasen, kommer den sedan att kallas partitionskromatografi i omvänd fas.

Jonutbyteskromatografi

I denna typ av kromatografi laddas den stationära fasen elektriskt. När din börda är positiv behåller den anjoner (-); Och om lasten är negativ, till katjonerna (+).

De används ofta som en stationär fasamin, sulfonsyra, diatom, cellulosa och Sephadex (erhållna från Dextrano). Dessa sista material läggs till en positiv belastning, till exempel dietylamineotil (DEAE) för att få DEAE-celulosa eller DEAE-Sephadex, för att interagera med anjonerna.

De kan också läggas till en negativ belastning av föreningen av karboximetylgruppen (CM) för att bilda CM-celulosa eller CM-sephadex, som fungerar som katjoniska utbytare.

De befintliga elektrostatiska interaktionerna i denna typ av kromatografi kan regleras med hjälp av pH -modifieringar och vätskans jonkraft som bildar den mobila fasen.

Ett neutralt eller basiskt pH, proteiner är vanligtvis negativt laddade och interagerar med den positiva belastningen på DEAE-celulosa och DEAE-Sephadex; Men genom att minska pH i den mobila fasen kan proteiner bli positiva och sluta interagera med den positiva laddningen av den stationära fasen.

Med hjälp av denna experimentella strategi kan du separera de olika proteinerna som finns i en blandning.

De används också i jonutbyteskromatografi oorganiska föreningar såsom aluminilicatos (zeoliter).

Storleksuteslutningskromatografi

Denna typ av kromatografi är baserad på förekomsten av partiklar som kanaler finns inuti, som möjliggör cirkulation av ett ämne av liten storlek och låg molekylvikt genom dem. Under tiden kan större ämnen inte korsa kanalerna och utesluts från dem.

Även om det verkar konstigt, rör sig större ämnen lättare genom den mobila fasen än de i mindre storlek, eftersom de inte behålls i kanalerna för de partiklar som används i kromatografi. Bland dessa partiklar är zeoliten och sepaadex.

Kan tjäna dig: ididio 192

Den SO -kallade Sepadex skapades av Pharmacia Company från Dextran Polysackaride. Det finns många typer av Sephadex vars användning väljs baserat på molekylstorleken eller vikten på de ämnen som önskas att separera.

Gaskromatografi

I denna kromatografi täcker den stationära fasen kolumnens vägg eller fyller dess inre, medan den mobila fasen är en inert gas: kväve eller helium. Kolumnerna med kromatografi är gjorda av glas eller metall; Även om de för närvarande har smala former av kapillärer, vars väggar är belagda med kiseldioxid.

Kromatografikolumner har en längd mellan 1 meter och 100 meter, vilket är kolonnerna i en ugn som kan leverera temperaturer större än 300 ° C. De ämnen som används i kromatografi måste vara flyktiga, eftersom de måste avdunsta under kromatografi.

Ämnen avdunstas från ytan på den stationära fasen enligt dess kokpunkt. Avdunstning av ämnen sker beroende på ökningen av ugntemperaturen, vilket gör att ämnen kan nå sin kokpunkt i följd.

När dess kokpunkt har uppnåtts förångas ämnena och dras av den inerta gasströmmen till detekterings- och analystystemet.

Gaskromatografitekniken är i princip analytisk och icke -förberedande. Det vill säga det används vanligtvis inte för att få ett visst ämne.

Kromatografi med hög upplösning (HPLC)

HPLC -fundamenten liknar de som kallas kolonn eller adsorptionskromatografi, men skillnaden är att lösningsmedlet (mobil fas) passerar genom den stationära fasen, drivet av ett tryck på cirka 400 atmosfärer.

HPLC -kolumner har en längd mellan 15 och 25 cm och en inre diameter på 0.46 cm. De är vanligtvis gjorda av rostfritt stål. Den stationära fasen bildas av mycket små kiseldioxidpartiklar som har en polär funktion.

Normalfas

I den normala HPLC -fasen används vanligtvis ett icke -polärt lösningsmedel som en mobil fas, vanligtvis hexan. Polära ämnen interagerar med kiseldioxid och trigly kommer ut från kromatografikolumner. Samtidigt har icke -polära ämnen större affinitet för icke -polära lösningsmedel, de interagerar inte med kiseldioxidpartiklar och kommer därför snabbt ut från kolumnerna.

Omvänd fas

I den så kallade omvänd fasen omvandlas polära kiseldioxidpartiklar till icke -polär genom tillsats av en kolvätekedja från 8 till 18 kolhydrater. I den mobila fasen används ett polärt lösningsmedel bildat av en blandning av metanol och vatten.

Kan tjäna dig: kapillaritet

Polära ämnen interagerar inte med modifierade kiseldioxidpartiklar (inte polära) utan interagerar med det polära lösningsmedlet, vilket gör att de snabbt kan lämna kromatografikolonnen, föras till ett detekteringssystem med närvaron av ultraviolett ljus.

Affinitetskromatografi

Denna kromatografi är baserad på interaktionen mellan ett visst ämne med en ligand för den, fixerad på ett stöd som kan vara agary, dextrano, cellulosa, etc. Affinitetskromatografi är en teknik som används för separering och rening av molekyler med en biologisk funktion.

Affinitetskromatografitekniken möjliggör rening av ett protein, med användning av en specifik antikropp fixerad på ett stöd, som utgör den stationära fasen. Koppar, kobolt och nickel används som ligand för att erhålla proteiner som innehåller histidinaminosyran.

Denna teknik för DNA- och RNA -rening används också med hjälp av en nukleinsyra med en komplementär bassekvens. Ämnet som är fäst vid dess ligand kan separeras genom att modifiera pH eller den joniska kraften hos den lösning som används som en mobil fas.

Ansökningar

Kolonnkromatografi är en teknik som används för att separera ett ämne från en blandning av dem, för olika ändamål eller mål. Till exempel: Diagnosen av ett problem, läkemedelsidentifiering, få ett ämne etc.

Adsorptionskromatografi används vid eliminering av substansföroreningar, i isolering av metaboliter av biologiska vätskor, i bestämning i mat av skadliga organiska syror, etc.

Högupplöst vätskekromatografi är en teknik som har många användningsområden, inklusive: vid detektion av antibiotika, lugnande medel, steroider eller annat farmakologiskt intresse; Vid identifiering av förorenande medel som bekämpningsmedel, herbicider, fenoler etc.

Gaskromatografi används i studien av många flyktiga ämnen. Det används i läkemedelsindustrin i läkemedelsanalys, såsom aspirin, ibuprofen och paracetamol. Förutom identifieringen i urinen för dopingmedel, såsom amfetaminer, kokain, LSD, cannabis, etc.

Storleksuteslutningskromatografi och affinitetskromatografi används huvudsakligen vid isolering och rening av biologiska makromolekyler, såsom protein och nukleinsyror.

Och slutligen används jonbytarkromatografi vid rening av proteiner och polypeptider.

Referenser

1. Dag, r., & Underwood, a. (1986). Kvantitativ analytisk kemi (Femte ed.). Pearson Prentice Hall.
2. Skoog d.TILL., West D.M. (1986). Instrumentalanalys. (Second ED.). Mellanamerikansk., Mexiko.
3. Kön eller. (2016). Separationstekniker: kromatografi. Northern Clinics of Isistanbul, 3 (2), 156-160. doi.org/10.14744/NCI.2016.32757
4. Wikipedia. (2020). Kromatografi. Hämtad från: i.Wikipedia.org
5. Clark Jim. (2016). Kromatografi. Återhämtat sig från: Chemguide.co.Storbritannien
6. Chris Schaller. (5 juni 2019). Kromatografikolumner. Kemi librettexts. Återhämtad från: kem.Librettexts.org
7. Enrique castaños. (14 augusti 2015). Gjutkromatografi. Återhämtat sig från: Science Onthecrest.com
8. Cheriyedath, Susha. (28 oktober 2020). Livsvetenskapliga tillämpningar av kromatografi. Azolifescience. Återhämtat sig från: azolifescience.com