Хроматоргафия

1.

Хроматоргафия
Хроматография (от "хроматос" – окраска) – это физико-химический
метод разделения многокомпонентных смесей веществ на отдельные
составляющие, основанный на распределении компонентов между
двумя фазами – подвижной и неподвижной (за счет прохождения
подвижной фазы, несущей в себе анализируемое вещество через
неподвижную).
Впервые методика хроматографии была
предложена русским ботаником Михаилом
Цветом. В своих опытах он пропустил
раствор хлорофилла через толченый мел,
которым была заполнена стеклянная колба.
В ходе эксперимента выяснилось, что
отдельные компоненты смеси осаждаются
с разной скоростью и образуют в меле
«столбики» разной высоты. Цветовые зоны
содержали в себе различные вещества, входящие
в состав хлорофилла.

2.

Хроматоргафия
Неподвижной фазой (носитель) служит твердое пористое вещество (часто
его называют сорбентом) или пленка жидкости, нанесенная на твердое
вещество. Ее обычно помещают в стеклянную или металлическую трубку,
называемую колонкой.
Подвижная фаза (элюент) представляет собой жидкость или газ,
протекающий через неподвижную фазу, иногда под давлением.
Компоненты анализируемой смеси (сорбаты) вместе с подвижной фазой
передвигаются вдоль неподвижной фазы.
Чем
больше
сродство
компонента к носителю и чем
меньше к элюенту, тем медленнее он
движется по колонке и тем дольше в
ней удерживается.
За счет различия в сродстве
достигается разделение смеси на
отдельные
полосы
(пики)
компонентов
по
мере
их
продвижения
по
колонке
с
элюентом.
Полученную в результате этого
выходную
кривую
называют
хроматограммой.

3.

Виды хроматоргафии
В зависимости от природы взаимодействия, обусловливающего распределение
компонентов между элюентом и неподвижной фазой, различают следующие
основные виды хроматографии - адсорбционную, распределительную, ионообменную,
эксклюзионную (молекулярно-ситовую) и осадочную.
Адсорбционная хроматография основана на различии сорбируемости
разделяемых веществ адсорбентом (твёрдое тело с развитой поверхностью);
распределительная хроматография - на разной растворимости компонентов
смеси в неподвижной фазе (высококипящая жидкость, нанесённая на твёрдый
макропористый носитель) и элюенте; ионообменная хроматография - на
различии констант ионообменного равновесия между неподвижной фазой
(ионитом) и компонентами разделяемой смеси; эксклюзионная (молекулярноситовая) хроматография - на разной проницаемости молекул компонентов в
неподвижную фазу (высокопористый неионогенный гель). Осадочная
хроматография основана на различной способности разделяемых компонентов
выпадать в осадок на твёрдой неподвижной фазе.
В соответствии с агрегатным состоянием элюента различают: газовую
хроматографию ГХ (GC) и жидкостную хроматографию, в частности ВЭЖХ
(HPLC).

4.

Устройство хроматографа
1 – элюент (например: раствор
NaHCO3
+
Na2CO3
c
концентрациями 4 ммоль/л и 1
ммоль/л, соответственно)
2 – насос предназначен для
создания
постоянного
потока
растворителя. Для работы в
диапазоне
10-500
МПа
используются насосы плунжерного
(шприцевого), либо пистонного
типов.
3 – инжектор обеспечивает ввод
пробы
смеси
разделяемых
компонентов
в
колонку
с
достаточно
высокой
воспроизводимостью.
4 – колонки для ВЭЖХ представляют собой толстостенные трубки из нержавеющей
стали, способные выдержать высокое давление. Большую роль играет плотность и
равномерность набивки колонки сорбентом.
5 – термостат обеспечивает постоянство температуры.
6 – детекторы для жидкостной хроматографии имеют проточную кювету, в которой
происходит непрерывное измерение какого-либо свойства протекающего элюента
(например: кондуктометрический детектор измеряет электропроводность)
7 – регистрирующая система в простейшем случае состоит из дифференциального

5.

Основы хроматографического анализа
*1psi = 6895Па
t1
tm
Sпика ~
Свещества
Давление в
системе

6.

Факторы, влияющие на характер хроматограммы
Качество разделения компонентов на
хроматограмме определяется выбором
следующих условий:
1. тип колонки – свойства неподвижной
фазы
2. тип элюента
3.
расход
элюента
(скорость
перемещения по колонке)
его
4. температура термостата
Пики компонентов должны обладать
рядом свойств:
1. должны быть симметричными
2. должны быть хорошо отделенными
друг от друга
3. должны быть достаточно узкими

7.

Основы хроматографического анализа

8.

Область применения ВЭЖХ
· Охрана окружающей среды — фенолы, органические нитросоединения,
моно— и полициклические ароматические углеводороды, ряд пестицидов,
главные анионы и катионы.
· Контроль качества продуктов питания — тонизирующие и вкусовые
добавки, альдегиды, кетоны, витамины, сахара, красители, консерванты,
гормональные препараты, антибиотики, триазиновые, карбаматные и др.
пестициды, микотоксины, нитрозоамины, полициклические ароматические
углеводороды и т.п.
· Криминалистика — наркотики, органические взрывчатые вещества и
красители, сильнодействующие фармацевтические препараты.
· Фармацевтическая промышленность — стероидные гормоны, практически
все продукты органического синтеза, антибиотики, полимерные препараты,
витамины, белковые препараты.
· Биохимия, биоорганическая химия, генная инженерия, биотехнология
— сахара, липиды, стероиды, белки, аминокислоты, нуклеозиды и их
производные, витамины, пептиды, олигонуклеотиды, порфирины и др.
· Органическая химия — все устойчивые продукты органического синтеза,
красители,
термолабильные
соединения,
нелетучие
соединения;
неорганическая химия (практически все растворимые соединения в виде
ионов и комплексных соединений).
И т.д.