Pylväskromatografia

Mikä on pylväskromatografia?

Se Pylväskromatografia Se on tekniikka, joka mahdollistaa aineiden seoksen komponenttien erottamisen spesifisen aineen puhdistuksen saavuttamiseksi tunnistamiseen, karakterisointiin tai käyttöön.

Pylväskromatografialla on kaksi vaihetta: paikallaan oleva vaihe ja liikkuva vaihe. Paikallinen faasi löytyy kiinteästä tai nestemäisestä faasista ja erotettavissa olevat aineet ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa, aiemmin tai samanaikaisesti liikkuvan faasin toimintaan.

Värien hajoaminen osoittaa, että aineet eluce eri tavalla niiden muuttujien affiniteettien vuoksi paikallaan olevassa vaiheessa: sinertävä aine, joka on edelleen ylöspäin. Lähde: маким фомич, cc 2: lla.0, Wikimedia Commons

Toisaalta liikkuva vaihe liikkuu kromatografian aikana ja mahdollistaa seoksen komponenttien erottamisen. Liikkuva faasi löytyy nestemäisestä tai kaasumaisesta tilasta, ja se on vuorovaikutuksessa samankaltaisuuskromatografian aineiden kanssa niiden napaisuuksissa.

Pylväskromatografia on monipuolinen tekniikka, jolla on lukuisia sovelluksia eri toimialoilla, samoin kuin lääketieteessä. Siksi kromatografiset tekniikat ovat jatkuvasti kehittyneet: Näin on SO -nimisen korkean resoluution nestekromatografia (HPLC).

HPLC sallii analysoida hyvin lyhyessä ajassa lukuisia aineita, koska prosessin kaikki vaiheet ovat automatisoituja. Esimerkiksi, se on erittäin hyödyllinen lääkkeen laadun analyysin sinfiineissä, joissa monia näytteitä tulisi analysoida päivittäin.

Meillä on myös kromatografia poissulkemmalla koko, joka, kuten nimestä voi päätellä, perustuu molekyylien kokoon eikä niinkään niiden napaisuuksista. Tätä tekniikkaa käytetään, kun sitä tarvitaan pigmenttien, hartsien, asfaltin, biomolekyylien jne. Seosten erottamiseen., jotka eivät eroa liikaa kemiallisesta luonteestaan.

Pylväskromatografian tyypit

Kromatografiaa on useita tyyppejä, jotka suoritetaan pylväässä, lasirakenteessa tai muussa materiaalissa, yleensä suorien putkien muodossa. Pylväskromatografian tyypeistä ovat seuraavat:

• Absorptio tai pylväs.
• Neste-neste-osio.
• Ioninvaihto.
• Poissulkeminen koon mukaan.
• Kaasu.
• Korkearesoluutioinen neste (HPLC).
• Affiniteetti.

Perusteet ja materiaalit

Laboratoriopylväskromatografia

Adsorptio- tai pylväskromatografiakromatografia

Tällä kromatografialla on samat periaatteet kuin hienokerroksen kromatografia, joka perustuu polaarisen luonteen kiinteän paikallaan olevan vaiheen käyttöön (alumiinioksidi tai Sylica -geeli) ja liikkuva faasi, joka muodostuu ei -polaarisella liuottimella nestemäisessä tilassa.

Polaariset aineet, jotka ovat läsnä aineiden seoksessa, ovat vuorovaikutuksessa polaarisen paikallaan olevan faasin kanssa ja ne adsorboivat tällä. Lisäksi heillä on vähän affiniteettia liikkuvan vaiheen ei -polaariseen liuottimeen.

Voi palvella sinua: natriumborohydridi (NABH4): rakenne, ominaisuudet, käyttötarkoitukset

Samaan aikaan matalat napaisuusaineet erotetaan helposti liitostaan ​​paikallaan olevan vaiheen kanssa niiden napaisuuden vuoksi; joka antaa heidän olla vuorovaikutuksessa suuressa määrin ei -polaarisen liikkuvan faasin kanssa ja siirtää sen.

Nestemäisen nesteen jakautumisen kromatografia

Tätä termiä käytetään nimeämään kromatografia, jossa paikallaan oleva faasi ja liikkuva faasi ovat nestemäisessä tilassa. Kiinteä faasi on polaarinen neste, joka läpäisee kiinteän tuen, yleensä inertin piidioksidia. Ja liikkuva faasi vastaa ei -polaarista nestettä.

Tätä faasijärjestelmää jakautumiskromatografiassa kutsutaan normaaliksi faasiksi, kun taas ei -polaarinen neste läpäisee piidioksidia, muodostaen paikallaan olevan vaiheen, sitä kutsutaan sitten jakokromatografiaksi käänteisessä vaiheessa.

Ioninvaihtokromatografia

Tämän tyyppisessä kromatografiassa paikallaan oleva faasi ladataan sähköisesti. Kun taakka on positiivinen, se säilyttää anionit (-); Ja jos kuorma on negatiivinen, kationille (+).

Niitä käytetään usein paikallaan olevana faasiamiinina, sulfonihappona, piimana, selluloosana ja sephadexina (saatu dekstranosta). Näihin viimeisiin materiaaleihin lisätään positiivinen kuorma, esimerkiksi dietyyliaminineotitil (DEAE) DEAE-CELULORINEN TAI DEAE-SEPHADEX -sovelluksen saamiseksi vuorovaikutuksessa anionien kanssa.

Niitä voidaan myös lisätä negatiivisen kuormituksen karboksimetyyliryhmän (CM) liiton kautta, jotta muodostuu cm-celuloosa tai CM-Sephadex, jotka toimivat kationisina vaihtajina.

Tämän tyyppisen kromatografian olemassa olevia sähköstaattisia vuorovaikutuksia voidaan säädellä PH -modifikaatioiden ja liikkuvan faasin muodostavan nesteen ionisen voiman avulla.

Neutraali tai emäksinen pH, proteiinit ovat yleensä negatiivisesti varautuneita ja ovat vuorovaikutuksessa DEAE-celuloosan ja DEAE-sefadexin positiivisen kuorman kanssa; Mutta vähentämällä liikkuvan faasin pH: ta, proteiinit voivat tulla positiivisiksi ja lopettaa vuorovaikutuksen paikallaan olevan vaiheen positiivisen varauksen kanssa.

Tätä kokeellista strategiaa käyttämällä voit erottaa seoksessa olevat erilaiset proteiinit.

Niitä käytetään myös ioninvaihtokromatografiassa epäorgaanisissa yhdisteissä, kuten alumiinissa.

Koon poissulkemiskromatografia

Tämäntyyppinen kromatografia perustuu sisälle olevien kanavien hiukkasten olemassaoloon, mikä mahdollistaa pienen koon ja pienen molekyylipainon kiertämisen niiden läpi. Samaan aikaan suuret aineet eivät voi ylittää kanavia ja ne jätetään pois niistä.

Vaikka se näyttää oudolta, suuret aineet liikkuvat liikkuvan faasin läpi helpommin kuin pienempi, koska niitä ei säilytetä kromatografiassa käytettyjen hiukkasten kanavissa. Näistä hiukkasista ovat zeoliitti ja sepadex.

Voi palvella sinua: Ididio 192

SO -called Sepadex on luonut farmakiayhtiö dekstraanipolysakkaridista. Sephadex -tyyppejä on monia tyyppejä, joiden käyttö on valittu niiden aineiden molekyylin koon tai painon perusteella.

Kaasukromatografia

Tässä kromatografiassa paikallaan oleva vaihe kattaa pylväiden seinämän tai sen sisätilan täyttämisen, kun taas liikkuva faasi on inertti kaasu: typpi tai helium. Kromatografian pylväät on valmistettu lasista tai metallista; Vaikka niillä on tällä hetkellä kapeat kapillaarien muodot, joiden seinät on päällystetty piidioksidilla.

Kromatografiapylväiden pituus on välillä 1 metriä ja 100 metriä, jotka ovat uunin sisällä olevat pylväät, jotka pystyvät toimittamaan lämpötiloja yli 300 ° C. Kromatografiassa käytettyjen aineiden on oltava haihtuvia, koska niiden on haihduttava kromatografian aikana.

Aineet haihtuvat kiinteän vaiheen pinnasta sen kiehumispisteen mukaan. Aineiden haihtuminen tapahtuu uunin lämpötilan noususta riippuen, jolloin aineet voivat saavuttaa kiehumispisteen peräkkäin.

Kun sen kiehumispiste on saavutettu, aineet haihtuvat ja inertti kaasuvirta vedetään havaitsemis- ja analysointijärjestelmään.

Kaasukromatografiatekniikka on periaatteessa analyyttinen ja ei -preparatiivinen. Eli sitä ei yleensä käytetä tietyn aineen saamiseen.

Korkearesoluutioinen kromatografia (HPLC)

HPLC -säätiöt ovat samanlaisia ​​kuin ns. Sarake- tai adsorptiokromatografia, mutta ero on, että liuotin (liikkuva faasi) kulkee paikallaan olevan vaiheen läpi, ja sitä ohjaa noin 400 ilmakehän paine.

HPLC -pylväiden pituus on välillä 15 - 25 cm ja sisähalkaisija 0.46 cm. Ne on yleensä valmistettu ruostumattomasta teräksestä. Kiinteä faasi muodostuu hyvin pienistä piidioksidihiukkasista, joilla on polaarinen ominaisuus.

Normaali vaihe

Normaalissa HPLC -vaiheessa ei -polaarista liuotinta käytetään yleensä liikkuvana faasina, yleensä heksaania. Polaariset aineet ovat vuorovaikutuksessa piidioksidin kanssa ja ilmenee trigly -kromatografiapylväistä. Samaan aikaan ei -polaarisilla aineilla on suurempi affiniteetti ei -polaarisiin liuottimiin, ne eivät ole vuorovaikutuksessa piidioksidihiukkasten kanssa ja siksi ne ilmestyvät nopeasti pylväistä.

Peruutusvaihe

SO -keksittyyn käänteisfaasiin polaariset piidioksidihiukkaset muunnetaan ei -polaariksi lisäämällä hiilivetyketju 8-18 hiilihiilistä. Liikkuvassa vaiheessa käytetään polaarista liuotinta, joka muodostuu metanolin ja veden seoksesta.

Voi palvella sinua: Capillarity

Polaariset aineet eivät ole vuorovaikutuksessa modifioitujen piidioksidihiukkasten kanssa (ei polaarinen), vaan ovat vuorovaikutuksessa polaarisen liuottimen kanssa, jolloin ne voivat nopeasti poistua kromatografiapylväästä, joka viedään ilmaisujärjestelmään ultraviolettivalon läsnäolon kanssa.

Affiniteettikromatografia

Tämä kromatografia perustuu tietyn aineen vuorovaikutukseen sen ligandin kanssa, joka on kiinnitetty tukeen, joka voi olla agarous, dekstrano, selluloosa jne. Affiniteettikromatografia on tekniikka, jota käytetään molekyylien erottamiseen ja puhdistamiseen, joilla on biologinen toiminta.

Affiniteettikromatografiatekniikka mahdollistaa proteiinin puhdistamisen käyttämällä erityistä vasta -ainetta, joka on kiinnitetty tukeen, joka muodostaa paikallaan olevan vaiheen. Kuparia, kobolttia ja nikkeliä käytetään ligandina proteiinien saamiseksi, jotka sisältävät histidiiniaminohapoa.

Tätä DNA: n ja RNA -puhdistuksen tekniikkaa käytetään myös käyttämällä nukleiinihappoa, jolla on komplementaarinen emässekvenssi. Ligandiin kiinnitetty aine voidaan erottaa modifioimalla pH: ta tai liikkuvana faasina käytetyn liuoksen ionista voimaa.

Sovellukset

Pylväskromatografia on tekniikka, jota käytetään aineen erottamiseen niistä, eri tarkoituksiin tai tavoitteisiin. Esimerkiksi: ongelman diagnoosi, lääkkeiden tunnistaminen, aineen saaminen jne.

Adsorptiokromatografiaa käytetään aineiden epäpuhtauksien eliminoinnissa biologisten nesteiden metaboliittien eristämisessä haitallisten orgaanisten happojen elintarvikkeiden määrittämisessä jne.

Korkearesoluutioinen nestekromatografia on tekniikka, jolla on lukuisia käyttötarkoituksia, mukaan lukien: antibioottien, sedatiivien, steroidien tai muun farmakologisen mielenkiinnon havaitsemisessa; Saastusaineiden, kuten torjunta -aineiden, rikkakasvien torjunta -aineiden, fenolien, tunnistamisessa jne.

Kaasukromatografiaa käytetään monien haihtuvien aineiden tutkimuksessa. Sitä käytetään lääketeollisuudessa lääkkeiden analysoinnissa, kuten aspiriini, ibuprofeeni ja parasetamoli. Doping -aineiden virtsan tunnistamisen lisäksi, kuten amfetamiinit, kokaiini, LSD, kannabis jne.

Koon poissulkemiskromatografia ja affiniteettikromatografia käytetään pääasiassa biologisten makromolekyylien, kuten proteiinin ja nukleiinihapon, eristämisessä ja puhdistamisessa.

Ja lopuksi, ioninvaihtokromatografiaa käytetään proteiinien ja polypeptidien puhdistamisessa.

Viitteet

1. Päivä, r., & Underwood, a. (1986). Kvantitatiivinen analyyttinen kemia (Viides ed.-A. Pearson Prentice Hall.
2. Skoog d.-Lla., Länsi D.M. (1986). Instrumentaalianalyysi. (Toinen Ed.-A. Amerikkalainen., Meksiko.
3. Coskun tai. (2016). Erotustekniikat: Kromatografia. Isistanbulin pohjoisklinikat, 3 (2), 156-160. doi.org/10.14744/NCI.2016.32757
4. Wikipedia. (2020). Kromatografiapylväs. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
5. Clark Jim. (2016). Kromatografiapylväs. Talteenotettu: Chemguide.yhteistyö.Yhdistynyt kuningaskunta
6. Chris Schaller. (5. kesäkuuta 2019). Kromatografiapylväät. Kemian librettexts. Palautettu: Chem.Librettexts.org
7. Enrique Castaños. (14. elokuuta 2015). Valettu kromatografia. Toipunut: Science onThecrest.com
8. Cheriyadath, susha. (28. lokakuuta 2020). Kromatografian biotieteen sovellukset. Atsolifescience. Toipunut: atsolifescience.com