Википедија

Hromatografija

Hromatografija (od grč. χρώμα:chroma, boja grč. γραφειν:grafein pisati) je naziv za grupu laboratorijskih tehnika za razdvajanje komponenti smeša. Pod hromatografijom se podrazumevaju različite metode koje se zasnivaju na različitoj raspodeli komponenata uzorka između dve faze, od kojih je jedna mobilna a druga stacionarna [1]. Hromatografske metode uključuju kretanje smeše koja se ispituje i koja je rastvorena u mobilnoj fazi i kreće se kroz stacionarnu fazu. Ovom tehnikom se delovi smeše razdvajaju na komponente (kvalitativna analiza) i omogućava da se u kasnijoj fazi metode komponenta analizira i kvantitativno. Drugim rečima, hromatografija je analitička metoda koja omogućava razdvajanje i kvantitativno određivanje supstanci koje su po strukturi slične i imaju slične hemijske osobine.

Hromatografska ploča

Hromatografija može biti analitička i preparativna. Preparativne hromatografske metode se bave razdvajanjem komponenti smeše radi dalje analize i smatraju se i metodom prečišćavanja.[2][3] Ovaj proces je povezan sa većim troškovima zbog načina proizvodnje.[4][5] Sa druge strane analitičke hromatografske metode, gde se radi sa relativno malim količinama uzorka, određuju procentualni odnos komponenti neke smeše. Ova dva tipa se međusobno ne isključuju.[6]

Istorija uredi

Prvu hromatografsku tehniku je pronašao ruski botaničar Mihail Cvet 1900. godine tokom svog istraživanja hlorofila. Koristio je staklenu kolonu koja je sadržavala kalcijum karbonat da bi razdvojio biljne pigmente. Ovu metodu je opisao 30. decembra 1901. godine na 11. Kongresu naturalista i doktora (rus. XI съезд естествоиспытателей и врачей) u Sankt Peterburgu. Zanimljivo je da Mikhailovo prezime na ruskom jeziku znači boja, tako da je moguće da je hromatografiju nazvao po svom prezimenu.

Godine 1952, britanski naučnici .Arčer Džon Porter Martin i Ričard Lorens Milington Sing su dobili Nobelovu nagradu za hemiju za svoje otkriće particione hromatografije.[7][8] Od tada, hromatografija se brzo razvija. Naučnici su ubrzo otkrili da se principi Cvetove hromatografije mogu primeniti na različite načine i varijante. U isto vreme, poboljšane su i unapređene tehničke performanse hromatografije, omogućavajući razdvajanje veoma sličnih molekula.

Pojmovi u hromatografiji uredi

 
Hromatogram
  • Analit je supstanca koja se razdvaja, analizira;
  • Analitička hromatografija se koristi za kvalitativno i kvantitativno određivanje prisustva analita u uzorku.
  • Preparativna hromatografija služi za pripremu i prečišćavanje analita (ne i za analizu).
  • Hromatograf je hromatografski instrument;
  • Hromatogram je vizuelni prikaz rezultata hromatografskog postupka.
  • Eluent je komponenta separacionog sistema koji pokreće uzorak preko stacionarne faze.
  • Efluent je kompletna mobilna faza koja prelazi preko stacionarne faze[9];
  • Mobilna faza je pokretna faza. Mobilna faza može biti tečna (LC) ili gasovita (GC). mobilna faza se sastoji od nosioca analita i analita;
  • Stacionarna faza je nepokretna faza preko-kroz koju prolazi mobilna faza sa analitom i koja ima funkciju razdvajanja analita na sastavne delove.
  • Retenciono vreme je vreme za koje analit prođe kroz hromatografski sistem pod određenim uslovima (temperatura i pritisak);

Klasifikacija hromatografkoh metoda uredi

Hromatografske metode se dele prema fizičkom stanju faza, prema fizičko-hemijskim reakcijama koje se dešavaju prilikom razdvajanja komponenti ili mehanizmu razdvajanja[10].

Podela prema fizičkom stanju faza uredi

 
Hromatografski instrument
  • Tečna hromatografija:
    • Adsorpciona (tečno/čvrsto), TLC, HPLC
    • Jonska
    • Ekskluziona
    • Particiona (tečno/tečno)
  • Gasna hromatografija:
    • Gas/tečno
    • Gas/čvrsto
  • Superkritična fluidna hromatografija

Podela prema obliku sistema uredi

 
Potražite chromatography u Vikirečniku, slobodnom rečniku.
  • Kolonska hromatografija
  • Planarna hromatografija, TLC

Podela prema mehanizmu razdvajanja uredi

  • Jonoizmenjivačka (jonska) hromatografija
  • Ekskluziona hromatografija

Hromatografske tehnike uredi

Gasna hromatografija uredi

 
Šema uređaja za gasnu hromatografiju
Glavni članak: Gasna hromatografija

Gasna hromatografija (GC) je metoda razdvajanja i detekcije organskih jedinjenja, mada je isto moguće analizirati i nekih neorganskih gasova. Metoda je nastala 1950. i razvijena tokom sledećih godina, tako da je prerasla u jednu sasvim odvojenu granu hromatografije.

Princip gasne hromatografije je razdvajanje gasnog uzorka koji je nošen inertnim gasom, koji služi kao mobilna faza i tečne ili čvrste stacionarne faze. Instrument sa kojim se služi prilikom rada sa ovom hromatografskom metodom je gasni hromatograf. Kao gas nosač se najčešće koristi, u zavisnosti od vrste uzorka i detektora, helijum, azot, vodonik ili smeša Argona i metana.

Uzorak se u kolonu unosi pomoću injektora. Kolone za razdvajanje mogu biti pakovane i kapilarne. Unutrašnji zidove kapilarnih kolona su obično presvučeni čvrstom poroznom materijom ili viskoznom tečnošću. Gasni hromatograf može koristiti više vrsta detektora, čiji izbor zavisi od komponente koja se analizira [11].

 
Šema uređaja za tečnu hromatografiju

Tečna hromatografija uredi

Glavni članak: Tečna hromatografija visokih performansi

Tečna hromatografija (LC) je hromatografska metoda razdvajanja supstanci na osnovu distribucije između čvrste stacionarne i tečne mobilne faze.

Tečna hromatografija se deli na klasičnu tečnu hromatografiju (LC) i tečnu hromatografiju visokih performansi (HPLC). Klasična koristi velike kolone, dužine do 50 cm, pakovane poroznim materijalom a mobilna faza prolazi kroz stacionarnu silom gravitacije, pa u današnje vreme se više ne smatra za dovoljno efikasnu. Tečna hromatografija visokih performansi (HPLC) je modernija analitička tehnika kod koje se mobilna faza dovodi pomoću pumpe. Uzorak se ubacuje pomoću injektora. Kolone za HPLC su punjene sa SiO2 ili nekim polimerom.

Postoje više vrsta detektora, najčešći su UV-VIS, fotodiodni, fluoroscentni i elektrohemijski.

Tečna hromatografija se takođe razlikuje na osnovu polarnosti gde su faze normalne ili obrnute. Razdvajanje sa normalnim fazama podrazumeva da je stacionarna faza polarna (silikatna), a mobilna faza je nepolarna (heksan). Kod razdvajanja na obrnutim fazama stacionarna faza je nepolarna (npr. C-18 ugljovodonici), a mobilna faza je polarna (npr. voda ili metanol).[12]

 
TLC razdvajanje

Tankoslojna hromatografija uredi

Glavni članak: Tankoslojna hromatografija

Tankoslojna hromatografija (TLC) je hromatografska metoda koja koristi tanki sloj (0,10 – 0,25 mm) apsorbujućeg materijala kao što su silikagel, aluminijum oksid ili celuloza, koji se nanosi na nosač koji može biti od stakla, aluminijuma ili plastike. Uzorak se rastvara u odgovarajućem rastvaraču i nanosi se u obliku kapljice na površinu ploče. Ploča se zatim unosi u komoru na čijem dnu se nalazi rastvarač koji kapilarnim silama prolazi kroz adsorbens noseći sa sobom komponente uzorka koje se raspodeljuju na različitim udaljenostima na ploči, što je u stvari i svrha ove metode da bi se omogućila identifikacija pojedinih komponenata tehnikom razvijanja boje ili pod ultraljubičastim svetlom (UV).[10]

 
Uređaj za jonoizmenjivačku hromatografiju

Jonoizmenjivačka hromatografija uredi

Glavni članak: Jonoizmenjivačka hromatografija

Jonoizmenjivačka hromatografija (IEC) je hromatografska metoda koja kao stacionarnu fazu koristi polimerne smole (najčešće polistirenske umrežane pomoću divinil-benzena), na koju su kovalentnom vezom vezane jonske funkcionalne grupe. Te grupe su neutralisane jonima suprotnog polariteta i mogu biti zamenjeni jonima koji su prisutni u ispitivanom uzorku. U zavisnosti od afiniteta, joni će se zadržavati na stacionarnoj fazi u različitom vremenskom periodu, što omogućava njihovo razdvajanje. Uopšteno rečeno, jonoizmenjivač najlakše vezuje jone veće količine naelektrisanja i manjeg radijusa. Kao mobilna faza najčešće se koriste puferi.[13]

 
Ekskluziona hromatografija

Ekskluziona hromatografija uredi

Glavni članak: Ekskluziona hromatografija

Ekskluziona hromatografija je hromatografska metoda kod koje se odvajanje komponenti vrši na osnovu različite veličine čestica. Kao stacionarna faza koristi se porozni materijal koje mogu biti silikagel ili polimerne smole. Manje čestice ulaze u pore stacionarne faze i vreme zadržavanja im je duže. Veće čestice brže prolaze kroz stacionarnu fazu i na taj način vreme zadržavanja na stacionarnoj fazi je u funkciji veličine čestica i dolazi do razdvajanja različitih komponenata ispitivanog uzorka.

Ova vrsta hromatografije se zove i gel-filtracija ili hromatografija na hromatografskim sitima (SEC). Ova metoda je pogodna za razdvajanje proteina[10].

Superkritična fluidna hromatografija uredi

Superkritična fluidna hromatografija (SFC) je hromatografska metoda kod koje je mobilna faza gas na temperaturi i pritisku iznad kritičnih vrednosti. Pod ovim kritičnim uslovima mobilna faza je superkritični fluid, nije ni gas ni tečnost. Superkritični fluidi imaju viskoznost sličnu gasovima i lako prolaze kroz različite vrste kolona koje su u upotrebi (kapilarne ili punjene). Gustina superkritičnih fluida je bliska tečnostima i ponašaju se kao rastvarači. Najčešće se koristi CO2 jer se relativno lako postižu njegove kritične vrednosti 31 °C i 7.386,592,5 kPa.[13]

Simulirano pokretno stacionarno fazna hromatografija uredi

Glavni članak: Simulirano pokretno stacionarno fazna hromatografija

U hromatografiji simulirano pokretno stacionarno fazna (SMB)[14] tehnika je varijanta visoko performativne tečne hromatografije; koristi se za razdvajanje pojedinih delova ili čitavih jedinjenja koje je teško ili nemoguće drugačije razdvojiti[15]. Ova produžena separacija[16] je postignuta pomoću serijsko povezanih kolona i ventila koja omogućuju, teoretski, produžavanje stacionarne faze u beskraj.

Konstrukcija

Simulirano pokretno stacionarno fazna hromatografija (SMB), je sistem koji ima dve ili više identične kolone, koje su povezane za pumpu mobilne faze a svaka pojedinačno je povezana jedna za drugu. Spajanje se vrši na sledeći način:

a) sve kolone su povezane serijski, nezavisno od pozicije cevi-ventila;
b) svaka od pozicija ventila posebno prespaja kolone u moguće sekvence postojećih kolona;
i
c) sve varijacije pozicija ventila omogućuju spajanje kolona u posebnu traženu sekvencu[17].

Reference uredi

  1. ^ Savić,J., Savić, M.: Osnovi analitičke hemije, Svjetlost Sarajevo, 1987
  2. ^ González-González, Mirna; Mayolo-Deloisa, Karla; Rito-Palomares, Marco (2020-01-01), Matte, Allan, ur., „Chapter 5 - Recent advances in antibody-based monolith chromatography for therapeutic applications”, Approaches to the Purification, Analysis and Characterization of Antibody-Based Therapeutics (na jeziku: engleski), Elsevier, str. 105—116, ISBN 978-0-08-103019-6, S2CID 226450210, doi:10.1016/b978-0-08-103019-6.00005-9   
  3. ^ Alternative bioseparation operations: life beyond packed-bed chromatography T.M. Przybycien, N.S. Pujar and L.M. Steele Curr Opin Biotechnol, 15 (5) (2004), pp. 469-478
  4. ^ Ongkudon, Clarence M.; Kansil, Tamar; Wong, Charlotte (2014). „Challenges and strategies in the preparation of large-volume polymer-based monolithic chromatography adsorbents”. Journal of Separation Science (na jeziku: engleski). 37 (5): 455—464. ISSN 1615-9314. PMID 24376196. doi:10.1002/jssc.201300995. 
  5. ^ González-González, Mirna; Mayolo-Deloisa, Karla; Rito-Palomares, Marco (2020-01-01), Matte, Allan, ur., „Chapter 5 - Recent advances in antibody-based monolith chromatography for therapeutic applications”, Approaches to the Purification, Analysis and Characterization of Antibody-Based Therapeutics (na jeziku: engleski), Elsevier, str. 105—116, ISBN 978-0-08-103019-6, S2CID 226450210, doi:10.1016/b978-0-08-103019-6.00005-9   
  6. ^ Hostettmann K, Marston A, Hostettmann M (1998). Preparative Chromatography Techniques Applications in Natural Product Isolation (Second izd.). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. str. 50. ISBN 9783662036310. 
  7. ^ „The Nobel Prize in Chemistry 1952 Archer J.P. Martin, Richard L.M. Synge”. nobelprize.org. Pristupljeno 12. 3. 2018. 
  8. ^ O'Connor, Anahad (6. 8. 2002). „Archer Martin, Nobel Laureate in Chemistry, Dies at 92”. The New York Times. Pristupljeno 12. 3. 2018. 
  9. ^ Sadek, P.C.:Illustrated pocket dictionary of chromatography, John Wiley & Sons. 2004. ISBN 978-0-471-20021-5.
  10. ^ a b v Rouessac, F., Rouessac, A.: Chemical Analysis: Modern Instrumentation methods And Technques, John Wiley & Sons. 2007. ISBN 978-0-470-85902-5.
  11. ^ Settle, F.A.: Handbook of instrumental techniques for analytical chemistry, Prentice Hall. 1997. ISBN 978-0-13-177338-7.
  12. ^ Meyers, Robert, ur. (2001). Encyclopedia of physical science and technology (3rd izd.). Ramtech Limited. ISBN 978-0-12-227410-7. 
  13. ^ a b Harvey, D.: Modern Analytical Chemistry, McGraw Hill. 2000. ISBN 978-0-07-237547-3.
  14. ^ authorlink = Amalgamated Research Inc., What is simulated moving bed chromatography (SMB chromatography)?; www.arifractal.com/What%20is%20SMB%20chromatography.pdf
  15. ^ Bailly, M. and Nicoud, R.-M. (LSGC-ENSIC, 1, rue Grandville, 54001 Nancy and SEPAREX, 5, rue Monod, 54250, Champigneulle, France): The simulated moving bed: a powerful process for purification
  16. ^ Rivat, C. and Stoltz, J.F. (Institut national de la santé et de la recherche médicale (France)); Biotechnology of Blood Proteins — Purification, Clinical and Biological Applications, John Libbey Eurotext. 1993. ISBN 978-2-7420-0007-4.}}
  17. ^ Molnár(1)Zoltán(1)University of Veszprem, Department of Chemical Engineering, P.O. Box 158 8201 Veszprem, Hongrie, and (2) Gedeon Richter Pharmaceutical Works, P.O. Box 1475 Budapest, Hongrie, Nagy, M. Aranyi(2), A. Hanak, L. Argyelán, J. Pencz, I. Szanya, T.; Separation of aminoacids with simulated moving bed chromatography; Journal of Chromatography, ISSN 0021-9673, CODEN: JOCRAM, Elsevier, Amsterdam, Pays-Bas 1958, Revue

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Hromatografija na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Хроматографија&oldid=27554544”