• Was ist Chromatographie?
• Arten der Chromatographie
• Chromatographie-Beispiele

Wir erklären, was Chromatographie ist, wie sie zur Trennung von Gemischen verwendet wird, was ihre Phasen sind, welche Typen es gibt und Beispiele.

Chromatographie ermöglicht die Trennung und Identifizierung der Komponenten einer Mischung.

Was ist Chromatographie?

Chromatographie ist ein Gemischtrennungsmethode Komplex, der in verschiedenen Branchen weit verbreitet ist Wissenschaft. Es kann verwendet werden, um die Bestandteile einer Mischung zu quantifizieren, zu identifizieren und zu trennen. Dazu nutzt es das Prinzip der selektiven Retention, das aus dem unterschiedlichen Verhalten der Komponenten von a . besteht Mischung auf einem speziellen Träger (wie einem Papier, einem Gas, einer Flüssigkeit, einem Harz) und einer flüssigen oder gasförmigen Phase, die durch den Träger fließt.

Auf diese Weise verwendet die Chromatographie verschiedene Techniken, die die Unterschiede in der Retentionsrate der einzelnen Komponenten ausnutzen und diese trennen, identifizieren und quantifizieren können.

In vielen Fällen der Schlüssel Adsorption (anders als die Absorption, was sich auf die Diffusion einer Komponente von einer Phase in eine andere bezieht), ein Konzept, das sich auf den Prozess bezieht, durch den die Partikel auf einer Oberfläche zurückgehalten werden. Entsprechend dem Unterschied der Adsorptionsraten auf einem Träger und der Affinität der Komponenten des Gemisches zu diesem Träger können diese getrennt und dann quantifiziert oder identifiziert werden.

Im Allgemeinen hängen alle Arten der Chromatographie von einer Reihe von Instrumenten ab, Chemische Komponenten und bestimmt Technologie. Aus diesem Grund ist es wichtig, einige Konzepte zu kennen, um die Funktionsweise chromatographischer Techniken zu verstehen:

• Stationäre Phase. Es ist eine Substanz, die während der Chromatographie immobil bleibt.
• Mobile Phase. Es ist die Substanz, die sich während der Chromatographie bewegt. Es kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein. Die den Analyten enthaltende Probe wird in der mobilen Phase verabreicht.
• Analyten. Dies sind die Stoffe, die durch Chromatographie getrennt, quantifiziert und / oder identifiziert werden sollen, dh die zu analysierenden Stoffe.
• Zeigt an. Es ist die zu analysierende Mischung. Es kann aus einem oder mehreren Analyten und anderen möglicherweise nicht interessierenden Komponenten bestehen, von denen die Analyten abgetrennt werden.
• Haltezeit. Dies ist die Zeit, die ein Analyt benötigt, um von der Säule oder dem System, durch das die mobile Phase hindurchtritt, zum Detektor zu gelangen (Gerät, das unter Verwendung einer bestimmten Eigenschaft des Analyten ein Detektionssignal abgeben kann).
• Selektivität. Es ist die Fähigkeit, jede Komponente in der Mischung zu unterscheiden.
• Eluent Es bezieht sich auch auf die mobile Phase, wenn sie die chromatographische Säule verlässt.

Das chromatographische Verfahren besteht darin, eine Probe in eine stationäre Phase oder mobile Phase (je nach Art des chromatographischen Verfahrens) zu inokulieren. Wenn dann beispielsweise die mobile Phase diejenige ist, die die Probe enthält, durchläuft sie eine bestimmte stationäre Phase.

Die Trennung der Analyten hängt von der Affinität jeder der Komponenten sowohl für die stationäre als auch für die mobile Phase ab. Je nach Art, einige Substanzen sie neigen dazu, sich mit der mobilen Phase zu bewegen und andere dazu, auf der stationären Phase zu bleiben.

Arten der Chromatographie

Je nach verwendeter Technologie, Art des Trägers (stationäre Phase) und der mobilen Substanz (mobile Phase) lassen sich folgende Chromatographiearten unterscheiden:

• Chromatographie auf Papier. Die stationäre Phase besteht aus einem Filterpapierstreifen. Die zu analysierende Probe wird als Tropfen auf ein Ende des Papiers gegeben. Dann wird der Papierstreifen in einen Behälter eingetaucht, in dem sich die mobile Phase befindet, wobei zu berücksichtigen ist, dass sich das Ende, an dem die Probe platziert wird, am unteren Rand des Papiers befindet. Die mobile Phase steigt durch Kapillarität auf, zieht die Probe mit sich und trennt jede Komponente entsprechend ihrer Affinität zur stationären Phase. Diese Art der Chromatographie wird hauptsächlich verwendet, wenn jede Komponente der Probe a Farbe anders, dann können Sie die Farben auf dem Papier sehen, um sie zu identifizieren.
• Dünnschichtchromatographie. Die Arbeitsweise dieser Technik ähnelt der der Papierchromatographie, jedoch wird in diesem Fall die stationäre Phase durch Aufbringen eines polaren Harzes (fast immer Kieselgel) auf eine Glas- oder Aluminiumplatte aufgebaut. Eine bestimmte Menge der Probe wird 1 cm von der Unterkante der Platte entfernt platziert. Diese Platte wird dann, wobei zu beachten ist, dass das Ende mit der Probe unten sein muss, in einen Behälter mit der mobilen Phase eingetaucht. Die mobile Phase steigt durch Kapillarwirkung auf und trennt die Bestandteile der Probe.
  
• Säulenchromatographie. Die stationäre Phase befindet sich in einer Säule, die unter anderem aus Glas oder Edelstahl bestehen kann. Die mobile Phase kann flüssig oder gasförmig sein. Die Probe wird am oberen Ende der Säule platziert und mit der mobilen Phase unter Verwendung des absinken gelassen Schwere. Daher kann die Säulenchromatographie wie folgt klassifiziert werden:
  • Fest-Flüssig-Chromatographie. Die stationäre Phase ist fest und das Handy ist flüssig.
  • Flüssig-Flüssig-Chromatographie. Beide Phasen sind flüssig.
  • Flüssig-Gas-Chromatographie. Die stationäre Phase ist flüssig und die mobile Phase ist Limonade.
  • Fest-Gas-Chromatographie. Die stationäre Phase ist fest und die mobile ist gasförmig.

Unter Berücksichtigung der Art der Wechselwirkung des Analyten zwischen stationärer und mobiler Phase gibt es hingegen folgende Chromatographiearten:

• Adsorptionschromatographie. Bei dieser Art der Chromatographie ist die stationäre Phase ein Feststoff, während die mobile Phase eine Flüssigkeit ist. Die die stationäre Phase bildende Substanz kann Aluminiumoxid (Al2O3), Siliziumdioxid (SiO2) oder Ionenaustauscherharze (Matrizen mit elektrostatisch aktiven Zentren, in denen der Analyt durch elektrostatische Wechselwirkung zurückgehalten wird) sein. Die mobile Phase kann sich zusammensetzen aus a Lösungsmittel oder eine Mischung von Lösungsmitteln. Einige Bestandteile der Mischung werden stärker zurückgehalten als andere, auf diese Weise erfolgt die Trennung.
• Verteilungschromatographie. Es tritt auf, wenn die Trennung der Analyten aus dem Gemisch aufgrund von Unterschieden in ihren Löslichkeiten oder Polaritäten zwischen der stationären Phase und der mobilen Phase erfolgt, wobei beide Phasen nicht mischbare Flüssigkeiten sind. Die Technologie der stationären Phasen hat sich weiterentwickelt und es gibt bereits verschiedene in Feststoffe und Harze eingebettete Flüssigkeiten, die für diesen Zweck verwendet werden. In diesem Sinne gibt es je nach Polarität der stationären Phase und der mobilen Phase zwei Arten der Kormatographie:
  • In der Normalphase. Die stationäre Phase ist polar und die mobile Phase ist apolar.
  • In umgekehrter Phase. Die stationäre Phase ist apolar und die mobile Phase ist polar.
• Ionenaustauschchromatographie. Wenn die stationäre Phase fest ist und ionisierbare funktionelle Gruppen aufweist, dh geladen, die ihre Ladung mit dem Analyten austauschen können. Es lässt sich einteilen in:
  • Kationenaustauschchromatographie. Die stationäre Phase enthält negativ geladene funktionelle Gruppen, daher behält sie Kationen (positiv geladen) zurück.
  • Anionenaustauschchromatographie. Die stationäre Phase enthält positiv geladene funktionelle Gruppen, wodurch (negativ geladene) Anionen zurückgehalten werden.
• Größenausschlusschromatographie. Die stationäre Phase ist ein poröses Material, durch das Analyten je nach Größe eluieren. Bei dieser Art der Chromatographie gibt es keine physikalische oder chemische Wechselwirkung zwischen den Analyten und der stationären Phase. Größere Analyten eluieren zuerst, dh sie werden nicht in der stationären Phase zurückgehalten. Während die kleineren Analyten in den Poren der stationären Phase gefangen sind und diese verlassen, wenn die mobile (flüssige) Phase passiert.
  

Mit dem Vorschuss von Wissen und Technologie wurden chromatographische Techniken perfektioniert, und jedes Mal war es möglich, die in einem Gemisch enthaltenen Stoffe genauer zu trennen, zu identifizieren und zu quantifizieren. Zwei Beispiele für fortschrittliche Chromatographie sind HPLC (High Performance Liquid Chromatography) und GC (Gas Chromatography).

• HPLC. Sie besteht aus einer Art Säulenchromatographie, deren mobile Phase jedoch mit hohem Druck durch die stationäre Phase im Inneren der Säule gepumpt wird. Die Anwendung eines hohen Drucks reduziert die Diffusion der Analyten durch die stationäre Phase und erzielt so neben der Arbeitszeitverkürzung auch bessere Ergebnisse.
• GC. Die mobile Phase ist ein Gas und die stationäre Phase kann ein Feststoff oder eine Flüssigkeit sein. Die Probe verflüchtigt sich, bevor sie in die Chromatographiesäule injiziert wird, da sie für den Transport durch das Trägergas gasförmig sein muss.

Chromatographie-Beispiele

Um Blut zu analysieren, werden seine Bestandteile durch Chromatographie getrennt.

Einige alltägliche Beispiele für die Anwendung der Chromatographie sind:

• Verschütteter Wein auf einer weißen Tischdecke. Ein Unfall beim Abendessen wird uns erlauben zu beobachten, wann der Wein durch Kontakt mit dem Wein trocknet Luft, die verschiedenen Substanzen, aus denen es besteht. Jeder färbt das Weiß des Stoffes in einem anderen Ton oder einer anderen Farbe, und sie können separat identifiziert werden, was normalerweise unmöglich wäre.
• Bluttest. Die Chromatographie von Blutproben wird häufig durchgeführt, um die darin enthaltenen Substanzen zu identifizieren, die normalerweise nicht wahrnehmbar sind, da es sich um ein sehr komplexes Gemisch handelt. Dazu wird die Farbe, die das Blut auf einem Träger reflektiert oder einem hell Spezifisch.
• Urintests. Wie Blut ist Urin eine Mischung aus verschiedenen Verbindungen, einigen Feststoffen und anderen Flüssigkeiten, deren Vorhandensein oder Fehlen Details über die Funktionsweise des Körpers verraten kann. Durch chromatographische Trennung können ungewöhnliche Rückstände wie Blut, Salze, Glukose oder illegale Substanzen nachgewiesen werden.
• Rückblick auf einen Tatort. Was wir oft in Filmen sehen: Forscher nehmen Stoffe, Fasern, Stoffe oder andere Träger und beobachten die Trennung durch Anhaften der verschiedenen darauf verschütteten Substanzen wie Sperma oder Blut, auch wenn sie mit bloßem Auge unbemerkt passieren könnten.
• Hygienekontrollen von Lebensmitteln. Angenommen, Spezialisten in Lebensmittel kennen die Reaktion von Lebensmittelbestandteilen, wenn sie einem chromatographischen Spektrum unterzogen werden, kann diese Technik verwendet werden, um in einer Probe detailliert zu sehen, ob sie eine ungeeignete Substanz enthält, ein Produkt mikrobieller Wirkstoffe oder eine Art von Umweltverschmutzung, bevor er Produkt geh auf den markt und mach rein Risiko das Die Gesundheit vom Volk.