کروماتوگرافی چیست؟

کروماتوگرافی (Chromatography)

یکی از پر‌کاربردترین روش‌های جدا‌سازی مواد کروماتوگرافی یا سوانگاری است. کروماتوگرافی یک واژه یونانی است که از دو کلمه chroma به معنی رنگ و grophein به معنی نوشتن تشکیل شده است و به طور کلی روشی در علم شیمی است که اجزای یک مخلوط را با عبور دادن یک فاز متحرک از روی یک فاز ساکن جدا می‌کند.

تاریخچه کروماتوگرافی (History Of Chromatography):

اولین بار فردی به نام میخائیل تسوت (Mikhail Tsvet) در سال 1900 میلادی کروماتوگرافی را کشف کرد. ایشان در 14 مه سال 1872 میلادی در آستی ایتالیا به دنیا آمد و در سن 47 سالگی فوت کرد. تسوت از این روش برای جدا‌سازی رنگ‌دانه‌های مختلف مانند کلروفیل‌ها و گزانتوفیل‌ها استفاده می‌کرد.

اساس کار این روش به این صورت است که مخلوط که معمولا به صورت مایع یا گاز است از یک لوله یا شبکه گذرانده می‌شود و با توجه به اینکه سرعت حرکت اجزای تشکیل دهنده مخلوط با توجه به جرم آنها در لوله یا شبکه متفاوت است، مخلوط به اجزای تشکیل‌دهنده تجزیه شده و هر جزء جداگانه خارج می‌شود. این روش وابسته به حرکت نسبی دو فاز است، یکی از فاز‌ها بدون حرکت است و فاز ساکن یا ثابت نامیده می شود و دیگری را فاز متحرک می‌نامند. فاز ساکن در واقع اجزای درون لوله یا شبکه جداسازی را تشکیل می‌دهد و فاز متحرک مربوط به ماده‌ای است که می‌خواهد مورد تجزیه قراربگیرد.

انواع روش‌های کروماتوگرافی   

کروماتوگرافی روش‌های متنوعی دارد که بر حسب ماهیت فاز متحرک و ماهیت فاز ثابت دسته‌بندی می‌شود. فاز متحرک ممکن است گاز یا مایع باشد و فاز ثابت جامد یا مایع باشد. به طور کلی به 4 بخش اصلی تقسیم می‌شود. هر بخش نیز انواع مختلفی دارد.

1-کروماتوگرافی مایع – جامد

•  جذب ‌سطحی
•  لایه‌ی نازک
•  تبادل یونی
•  ژلی

2-کروماتوگرافی مایع – مایع

•  تقسیمی
• کاغذی

3-کروماتوگرافی گاز – مایع

• ستون موئین

4-کروماتوگرافی گاز – جامد

انتخاب نوع روش کروماتوگرافی برای جداسازی اجسام عموما بر اساس تجربه می‌باشد زیرا هنوز هیچ راهی برای انتخاب بهترین روش کروماتوگرافی وجود ندارد. در ابتدا از روش‌های ساده‌تری مانند  جذب سطحی و  کاغذی استفاده می‌کنند در صورتی که با استفاده از این روش مستقیما جداسازی انجام نگیرد از روش‌های پیچیده‌تری مانند کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) استفاده می‌شود.

به طورکلی برای جداسازی مواد شیمیایی مشابه از کروماتوگرافی تقسیمی، جداسازی مواد شیمیایی غیر مشابه از کروماتوگرافی جذب سطحی،  جداسازی گاز‌ها و اجسام فرار از کروماتوگرافی گازی، جداسازی مواد زیستی از کروماتوگرافی ژلی و جداسازی مواد یونی از کروماتوگرافی کاغذی یا لایه نازک استفاده می‌شود.

شکل زیر اساس کار کروماتوگرافی گاز – مایع را نشان می دهد.

 مزایا 

– در این روش مقدار بسیار کمی از مخلوط برای تجزیه لازم است.کروماتوگرافی می‌تواند در مقیاس میکرو یا نیمه میکرو انجام گیرد.

– ساده و سریع است و وسایل مورد نیاز برای این روش ارزان می‌باشد.

– به دلیل آرام و ملایم بودن این روش احتمال تجزیه مواد جدا شونده نسبت به سایر روش‌ها کمتر است.

–  این روش به نسبت روش تقطیر که جداسازی تقریبا چند روز طول می‌کشد سریع‌تر است و در عرض چند دقیقه تا چند ساعت جداسازی انجام می‌گیرد.

اصطلاحات 

آنالیت: ماده‌ای است که باید در طول فرایند جدا شود و یا به عبارت دیگر چیزی است که باید از مخلوط به دست آید.

کروماتوگرافی آنالیزکننده: برای تشخیص وجود آنالیت و تعیین غلظت آن دریک نمونه استفاده می‌شود.

Elute: فاز متحرکی است که ستون را ترک می‌کند.

Eluent: حلالی است که آنالیت را با خود حمل می‌کند.

کروماتوگراف: وسیله آزمایشگاهی می‌باشدکه امکان جداسازی تخصصی را فراهم می‌کند.

فاز اتصالی: یک فاز ساکن است که با پیوند کووالانسی به درون دیواره‌های ستون کروماتوگراف متصل شده است.

فاز ثابت: ماده تثبیت شده در یک مکان برای عمل کروماتوگرافی

فاز متحرک: فازی است که در یک جهت معین حرکت می‌کند و می‌تواند مایع یا گاز باشد.

نمونه: ماده آنالیز شونده در فرایند می‌باشد که ممکن است از یک ترکیب یا مخلوطی از ترکیبات تشکیل شده باشد.

زمان بازداری: مدت زمان عبور یک آنالیت معین تحت شرایط مشخص

مراجع:

www.en.wikipedia.org

www.bio1.ir

مجموعه مقالات سایت باشگاه نانو

فرزاد حسینی نسب، محسن افسری والیتی؛ کتاب علوم و فناوری نانو 2؛ انتشارات کوچک آموز