Хроматография это в биологии кратко и понятно

Обновлено: 04.07.2024

Хроматография является эффективным методом разделения, анализа и физико-химического исследования веществ. В его основе лежат различия в адсорбционных или иных свойствах соединений, благодаря чему они по-разному распределяются между адсорбентом и проходящей через его слой жидкостью или газом.

Сущность хроматографического метода заключается в том, что через слой адсорбента, являющегося неподвижной фазой, пропускают поток элюента – жидкости или газа-носителя (подвижная фаза), содержащего в своем составе разделяемую смесь. Встречая на своем пути свободную поверхность адсорбента, со свободными адсорбционными центрами, компоненты разделяемой смеси адсорбируются и, если их адсорбционная способность различна, смесь разделяется на зоны, каждая из которых преимущественно содержит чистое вещество. Раньше других на адсорбенте всегда связывается компонент, наиболее прочно адсорбирующийся. Последним адсорбируется вещество, имеющее слабое сродство к адсорбенту. Неадсорбирующиеся компоненты выйдут из слоя адсорбента вместе с элюентом.

При дальнейшем пропускании чистого элюента сорбировавшиеся зоны начнут двигаться по слою адсорбента, вследствие непрерывно идущего процесса адсорбции-десорбции, и подхваченные током жидкости или газа будут выходить с элюентом в определенной последовательности: первыми – наиболее слабо сорбирующиеся, последними – сильно сорбирующиеся. На выходе с адсорбента компоненты фиксируют либо с помощью автоматических детекторов (в газовой и жидкостной хроматографии), либо путем отбора фракций раствора и анализом их методами спектрофотометрии, рефрактометрии и т.д.

После завершения хроматографического разделения результаты представляют в виде графика, откладывая по оси ординат концентрацию компонента в зоне, а по оси абсцисс – объем пропущенного через адсорбент растворителя (элюента) или время. Таким образом, для построения графической хроматограммы необходимо определить концентрацию каждого компонента в его зоне, последовательность расположения зон и расстояние между их центрами. Типичная хроматограмма разделения смеси двух различных веществ представлена на рис. 2.21. Она может быть записана самописцем хроматографа или быть построена по экспериментальным данным.

Количественный состав смеси определяется из допущения, что интенсивность пика каждого компонента пропорциональна его содержанию в смеси. В качестве меры интенсивности принимается площадь пиков. Существуют разные способы измерения площадей пиков. Наиболее простым из них является умножение высоты пика h (рис. 2.21) на его ширину w, измеренную на полувысоте пика: S=h·ω.

Хроматографию можно считать универсальным методом, так как она позволяет разделять смеси практически любых веществ. При этом возможна работа как с макроколичествами, так и с микроколичествами соединений. В зависимости от характера задач различают аналитическую хроматографию (качественную или количественную), когда разделяют малые количества веществ, и препаративную, позволяющую получать концентрации, достаточные для исследовательских работ. В настоящее время возможно применение хроматографии и в промышленном масштабе. Достоинство хроматографии и в том, что она легко поддается автоматизации.


Хроматография имеет большое значение в биологии и медицине. Это объясняется тем, что при исследовании компонентов клетки, производстве лекарственных препаратов во многих случаях требуется предварительное выделение компонентов в чистом виде. Проведение анализов в медицинской практике также включает хроматографическое разделение исходных смесей. Врач, получая данные о результатах качественного определения анализируемых веществ в крови или другой биологической жидкости, имеет реальную возможность правильно оценить результаты лечения, эффективность применяемых методов, установить необходимую длительность проведения операции, перитонеального диализа и хирургических методов детоксикации (гемодиализа, гемосорбции).




Хроматография в газовой фазе позволяет количественно оценить весь клинически значимый спектр стероидов. Разработаны методы определения катехоламинов – адреналина, норадреналина и родственных им соединений, гормонов щитовидной железы, альдостерона и кортизола. Хроматография нашла применение при гигиеническом анализе полимерных материалов; состава выхлопных газов; анализе воздуха в производственных помещениях и операционных палатах; хлор-, азот- и фосфорсодержащих пестицидов; определении загрязнений в промышленных сливах (содержание фреонов, различных кислот и их производных, ароматических соединений – фенола, спиртов, нитрилов и т.д.); для оценки качества пищевых продуктов; для концентрирования и установления природы органических примесей в стоках фармацевтических предприятий.

Технический прогресс сделал возможным создание так называемых метаболических профилей биосред – крови, мочи, слюны, выдыхаемого воздуха. В одном таком образце методами газовой хроматографии анализируется несколько сотен компонентов. Метаболические профили так же индивидуальны, как и отпечатки пальцев, но, в отличие от папиллярных узоров хроматограмма метаболитов человеческого организма несет в себе массу медицинской информации – какие лекарства или продукты получал человек в последнее время, какими микроорганизмами вызвано его заболевание и многое другое.

Быстро прогрессируют и другие инструментальные хроматографические методы, среди которых перспективна жидкостная хроматография, где элюентом служит жидкая фаза. Этот метод позволяет анализировать нелетучие биологические образцы – белки, витамины, нуклеотиды, различные лекарственные средства.

Хроматография является эффективным методом разделения, анализа и физико-химического исследования веществ. В его основе лежат различия в адсорбционных или иных свойствах соединений, благодаря чему они по-разному распределяются между адсорбентом и проходящей через его слой жидкостью или газом.

Сущность хроматографического метода заключается в том, что через слой адсорбента, являющегося неподвижной фазой, пропускают поток элюента – жидкости или газа-носителя (подвижная фаза), содержащего в своем составе разделяемую смесь. Встречая на своем пути свободную поверхность адсорбента, со свободными адсорбционными центрами, компоненты разделяемой смеси адсорбируются и, если их адсорбционная способность различна, смесь разделяется на зоны, каждая из которых преимущественно содержит чистое вещество. Раньше других на адсорбенте всегда связывается компонент, наиболее прочно адсорбирующийся. Последним адсорбируется вещество, имеющее слабое сродство к адсорбенту. Неадсорбирующиеся компоненты выйдут из слоя адсорбента вместе с элюентом.

При дальнейшем пропускании чистого элюента сорбировавшиеся зоны начнут двигаться по слою адсорбента, вследствие непрерывно идущего процесса адсорбции-десорбции, и подхваченные током жидкости или газа будут выходить с элюентом в определенной последовательности: первыми – наиболее слабо сорбирующиеся, последними – сильно сорбирующиеся. На выходе с адсорбента компоненты фиксируют либо с помощью автоматических детекторов (в газовой и жидкостной хроматографии), либо путем отбора фракций раствора и анализом их методами спектрофотометрии, рефрактометрии и т.д.

После завершения хроматографического разделения результаты представляют в виде графика, откладывая по оси ординат концентрацию компонента в зоне, а по оси абсцисс – объем пропущенного через адсорбент растворителя (элюента) или время. Таким образом, для построения графической хроматограммы необходимо определить концентрацию каждого компонента в его зоне, последовательность расположения зон и расстояние между их центрами. Типичная хроматограмма разделения смеси двух различных веществ представлена на рис. 2.21. Она может быть записана самописцем хроматографа или быть построена по экспериментальным данным.

Количественный состав смеси определяется из допущения, что интенсивность пика каждого компонента пропорциональна его содержанию в смеси. В качестве меры интенсивности принимается площадь пиков. Существуют разные способы измерения площадей пиков. Наиболее простым из них является умножение высоты пика h (рис. 2.21) на его ширину w, измеренную на полувысоте пика: S=h·ω.

Хроматографию можно считать универсальным методом, так как она позволяет разделять смеси практически любых веществ. При этом возможна работа как с макроколичествами, так и с микроколичествами соединений. В зависимости от характера задач различают аналитическую хроматографию (качественную или количественную), когда разделяют малые количества веществ, и препаративную, позволяющую получать концентрации, достаточные для исследовательских работ. В настоящее время возможно применение хроматографии и в промышленном масштабе. Достоинство хроматографии и в том, что она легко поддается автоматизации.


Хроматография имеет большое значение в биологии и медицине. Это объясняется тем, что при исследовании компонентов клетки, производстве лекарственных препаратов во многих случаях требуется предварительное выделение компонентов в чистом виде. Проведение анализов в медицинской практике также включает хроматографическое разделение исходных смесей. Врач, получая данные о результатах качественного определения анализируемых веществ в крови или другой биологической жидкости, имеет реальную возможность правильно оценить результаты лечения, эффективность применяемых методов, установить необходимую длительность проведения операции, перитонеального диализа и хирургических методов детоксикации (гемодиализа, гемосорбции).

Хроматография в газовой фазе позволяет количественно оценить весь клинически значимый спектр стероидов. Разработаны методы определения катехоламинов – адреналина, норадреналина и родственных им соединений, гормонов щитовидной железы, альдостерона и кортизола. Хроматография нашла применение при гигиеническом анализе полимерных материалов; состава выхлопных газов; анализе воздуха в производственных помещениях и операционных палатах; хлор-, азот- и фосфорсодержащих пестицидов; определении загрязнений в промышленных сливах (содержание фреонов, различных кислот и их производных, ароматических соединений – фенола, спиртов, нитрилов и т.д.); для оценки качества пищевых продуктов; для концентрирования и установления природы органических примесей в стоках фармацевтических предприятий.

Технический прогресс сделал возможным создание так называемых метаболических профилей биосред – крови, мочи, слюны, выдыхаемого воздуха. В одном таком образце методами газовой хроматографии анализируется несколько сотен компонентов. Метаболические профили так же индивидуальны, как и отпечатки пальцев, но, в отличие от папиллярных узоров хроматограмма метаболитов человеческого организма несет в себе массу медицинской информации – какие лекарства или продукты получал человек в последнее время, какими микроорганизмами вызвано его заболевание и многое другое.

Быстро прогрессируют и другие инструментальные хроматографические методы, среди которых перспективна жидкостная хроматография, где элюентом служит жидкая фаза. Этот метод позволяет анализировать нелетучие биологические образцы – белки, витамины, нуклеотиды, различные лекарственные средства.

Хроматография — способ разделения смесей, который изобрел русский ученый Михаил Семенович Цвет в 1900 году. Заключается в различии свойств компонентов смесей, разнице их реакций при нахождении в одинаковых условиях.

История хроматографии

Михаил Семенович Цвет

С 1910 по 1930 гг. этот метод почти не исследовался.

Следующее упоминание в истории принадлежит европейским ученым Р. Куну, А. Виртенштейну, Э. Ледеру. В 1931 году, используя этот метод, они выделили из сырого каротина составляющие a- и b-каротин.

Важным этапом развития стало открытие в 1941 году английскими естествоиспытателями А. Мартином и Р. Сингом жидкостного варианта, где подвижное вещество — бумага, смоченная водой с бутанолом.

В 1975 году ученые из США ввели в терминологию новый вариант хроматографии — ионную.

Суть метода хроматографии

Метод хроматографии основан на постоянно повторяющихся с конкретной периодичностью процессах сорбции-десорбции, которые происходят между подвижным веществом с растворенной в нем пробой (элюентом) и неподвижным (сорбентом). Компоненты исследуемой смеси имеют различную степень сорбции (впитывания), за счет чего поглощаются сорбентом с различной скоростью и степенью. Суть метода заключается в многократном повторении этих процессов. Получившиеся пробы после изучения в хроматограмме позволяют уточнить состав реактива.

Теоретические основы хроматографии

В теории этот метод представляет собой последовательный процесс уравновешивания составляющих смеси, когда происходит деление на 2 части — подвижную и недвижную.

Понятия и определения метода зафиксированы ГОСТ 17567-81.

Выделяют адсорбцию, когда поглощение происходит на поверхности границ и абсорбцию, когда вещества расходятся между 2-х фаз.

Виды хроматографии

Виды хроматографии классифицируют по особенностям процесса разделения (по данным Википедии):

  • агрегатное состояние неподвижной (сорбент) и подвижной (элюент) фазы: газовая, жидкостная, флюидная, полифазная;
  • природа взаимодействия сорбента (удерживающее вещество) и сорбата, сорбтива (удерживаемое вещество): адсорбционная, ионообменная, распределительная, осадочная;
  • способ введения элюента: фронтальная, вытеснительная, проявительная;
  • техника проведения (капиллярная, колоночная, на бумаге);
  • цели хроматографирования (аналитическая, препаративная, промышленная).

Хроматография

Классификация эта весьма условна. Все виды тесно связаны между собой. Так, в аналитической по цели использует проявительную по способу введения элюента. Кроме того, в каждом показателе могут выделяться дополнительные критерии. В технике проведения дополнительное влияние дают технические условия (высокое или низкое давление).

Капиллярная хроматография

Лекции по капиллярной начинаются с ответа на вопрос о том, для чего она нужна. Быстрое развитие метода привело к вопросу разделения смесей, состоящих из веществ, близких по физическим и химическим свойствам. Новую капиллярную колонку для решения этих задач изобрел М. Голей в 1957 году. Ее диаметр изменяется в пределах 0.05-0.15 мм, стандартный диаметр — 0.11 mm, а длина — 40-200 мкм. Самая длинная колонка достигала 477 м.

Данный вид позволяет решать различные экологические задачи — исследование воздуха на наличие летучих органических соединений (кратко — ЛОС), определение содержания пестицидов в почве. Разработаны методики:

  • измерения концентраций ЛОС в воздухе — методика 1633-2013;
  • определения содержания нефтяных продуктов в воде — ГОСТ 31953-2012;
  • определения состава газа — ГОСТ 3-2008 с правками 2019 года.

Первоначально этот метод использовался для исследования качества нефтепродуктов, определения процентного содержания нефти в бензине.

Препаративная хроматография

Препаративная ставит цель выделять чистое вещество из смеси, причем в значительных количествах. Особенность — выполнение непрерывного разделения смеси. Для получения большего количества вещества увеличивают объем колонки в хроматографической установке.

Аналитическая хроматография

Используя аналитическую, проводят качественный и количественный анализ соединений — оксидов, кислот, окисей, полимеров.

В конце колонки расположен аппарат, измеряющий концентрацию вещества в элюенте — детектор. Время, прошедшее с момента поступления вещества в колонку до наступления максимальной концентрации вещества, называется время удерживания в хроматографии. Эта величина постоянна для каждого вещества, если в колонке поддерживается постоянная внешняя и внутренняя температура, и на основе этих данных делают качественный анализ.

Бумажная хроматография

Количественный анализ осуществляется через измерение площади и расположения пиков на хроматограмме.

Хроматография практическая

Современный метод хроматографии предназначен для решения практических задач. Сегодня использование этого метода актуально в биологии, криминалистике, химии, медицине, быту. Самые простые примеры доступны для проведения даже дошкольнику. Для опыта с чернилами разного цвета и простой водой в качестве растворителя не требуется современного оборудования, сложных расчетов и технологичной лаборатории. Школьники и студенты вузов проводят опыт по размыванию чернил на уроках химии.

Флюидная хроматография

К высокоэффективным видам относится флюидная. Процесс в данном случае проходит в сверхкритических условиях, где в качестве подвижной фазы берут газ, больше похожий на гель. Достоинство этого вида — определение верного состава любых микросоединений, которые не дают сигнал спектроскопам или другим детекторам.

С помощью флюидной хроматографии успешно анализируется состав лекарственных средств, продуктов, полимеров, сырой нефти, ПАВов.

Хроматография аминокислот

Данный метод играет большое значение при идентификации аминокислот и белков. Проводится техникой на листе бумаги по распределительному принципу. Определение вида аминокислоты проходит в несколько этапов:

Основные достоинства этого метода: точность получаемых данных и легкость расчетов.

Разновидности хроматографии по механизму разделения веществ

  • Адсорбционная. Определение вещества происходит по степени его адсорбции, т. е. возможности его поглощения поверхностью вещества.
  • Распределительная основана на различных степенях растворимости определяемого вещества в подвижной и неподвижной фазах.
  • Ионообменная основана на способностях к обмену ионами в атомах вещества с неподвижной фазой. Происходит замещение ионов в неподвижной фазе ионами вещества, при этом возникновение разницы в скорости приближения ионов к неподвижной фазе приводит к разделению элюента вследствие изменения концентрации вещества в фазах.

Хроматограф аффинный

Процессы ионообменной хроматографии применяются для изучения биологических жидкостей (кровь, моча, плазма) и диагностики заболеваний.

  • Осадочная изучает степень растворимости осадка, получившегося после проведения химической реакции с компонентом твердой фазы, а также скорости его осаждения.
  • Аффинная основана на способности соединений притягиваться с высокой избирательностью к сорбенту. Элюирование (вымывание) вещества из общей массы — это аффинный метод хроматографии.

На характере взаимодействия между сорбентом и сорбатом основывается классификация по механизму разделения веществ.

Разновидности хроматографии по агрегатному состоянию фаз

По агрегатному состоянию фазы хроматографические методики бывают четырех видов.

Газовая: жидкостно-газовая и газо-твердофазная. Подвижной фазой выступает инертный газ (гелий, азот, водород, диоксид углерода) или воздух, который должен быть чистым, инертным по отношению к сорбенту и исследуемому веществу, хорошо растворять смесь. Неподвижной фазой служит либо жидкость, либо вещество.

Одним из направлений газовой является парофазный анализ, отличие которого заключается в том, что изучается не жидкий или твердый объект, а газовая фаза (пар).

Флюидная. Подвижная находится в сверхкритических условиях — высокое давление, критическая температура.

Полифазная. Неподвижная фаза — смесь твердых и жидких компонентов.

Данные методы используются для исследования смесей органических соединений.

Качественный анализ в хроматографии

Качественный анализ пробы проводится на хроматографе, который измеряет и записывает характеристики, составляет схему. Полученную по результатам исследования хроматограмму изучают, высчитывают, используя формулы, закон Генри, уравнение Ван-Деемтера, сравнивают с эталонными градуировками и делают расшифровку.

Жидкостная хроматография

Исходные графические данные, на основе которых проводят качественный анализ, называют элюционными характеристиками (параметрами). К ним относятся:

  • время удерживания (activity, активности);
  • ширина и высота элюционной кривой;
  • ширина зоны на слое;
  • удерживаемый объем;
  • индекс удерживания;
  • эффективность (число тарелок);
  • селективность.

Методики постоянно улучшаются и дорабатываются — составляются специальные таблицы по результатам испытаний, что позволяет получать более точные данные для качественного проведения исследований.

Где применяется хроматография

Первоначально этот метод был применен в биологии первооткрывателем М. С. Цветом. В настоящее время он используется практически во всех сферах — промышленности, медицине, экологии, криминалистике, фармацевтике.

Хроматография в биологии

Хроматография в биологии в настоящее время применяется на постоянной основе. Основным методом хроматографии в биологии является газовый. Это проведение тестов на уровень содержания пестицидов в почве, вредных веществ в воде и воздухе. Метод ЖХ/МС/МС, объединяющий жидкостное хроматографирование и тандемную масс-спектрометрию, вместе с центрифугированием используется при расщеплении липидов, белков, углеводов до простых компонентов для дальнейшего их исследования, которым занимается наука протеомика.

Хроматография в химии

Хроматография — это в химии один из основных методов исследования, позволяющий получить точные и проверенные данные. Представители IUPAC (Международного союза теоретической и прикладной химии) участвовали в разработке стандартов обозначения хроматографических процессов.

Различные виды метода применяются для исследования свойств анаэробных и аэробных веществ, извлечения из смеси веществ необходимого препарата. Каждое предприятие химической промышленности использует хроматографические методы на этапе контроля качества сырья и других технологических процессов.

Хроматография в медицине

В клинической медицине эти методы применяются в тесной взаимосвязи с биологией. Изучение беременности, хромосом, медицинское лечение различных микробных инфекций, патологий, отравлений происходит без использования антибиотиков и сывороток, основываясь на принципах жидкостно-адсорбционной хроматографии, где неподвижная фаза — адсорбент, жидкая — кровь, плазма, лимфа, а разделяемая смесь — внутренние жидкости с метаболитами токсинов.

Хроматография в криминалистике

Криминалистические хроматографические методы предполагают решение государственных задач через проведение исследований в следующих областях:

  • поиск и идентификация отпечатков пальцев тела;
  • медико-биологический анализ ДНК для идентификации личности человека;
  • аппаратурное определение состава ядов, наркотиков, взрывчатых веществ;
  • анализ состава чернил, бумаги, алкоголя.

В криминалистике широкое применение получили две разновидности жидкостного метода: хроматографирование в тонких слоях сорбента и 2-й — хроматография на бумаге.

Хроматография в цитологии

Хроматография нефти

На НПЗ хроматографический метод применяется для определения физических свойств нефти (теплопроводности, плотности), уровня содержания серосодержащих примесей. Так как от этого напрямую зависит качество продуктов — бензина, моторного топлива, трансформаторного масла.

Хроматография в фармации

В фармацевтической отрасли хроматографические методы применяются в нескольких науках: фармакопея (лат. pharmacopoeia), фармация и фармакогнозия. В фармакопейном анализе широкое применение получил ионообменный вид и метод спектрометрии, с помощью которых удается выделить из смеси микроскопически малые части за небольшой промежуток. В косметологии в состав средств для ухода за волосами входит метилпропансульфокислота, получаемая препаративным методом.

Где используется хроматография в быту

В домашних условиях возможно бесплатно провести самые простые эксперименты, демонстрирующие сущность разных видов хроматографии.

Опыт с бумагой (можно взять обыкновенную промокашку) и спиртовым экстрактом календулы прекрасно демонстрирует принцип действия бумажной.

Если капнуть на бумагу сначала эфирный раствор календулы, а затем этиленгликоль, в итоге через небольшой промежуток времени на бумаге образуется несколько разноцветных колец. Прослеживается прямопорциональная зависимость количества веществ в смеси и количества колец.

Селективность в хроматографии

Селективность — это свойство одного объекта подбирать свойства другого объекта, работающего в тандемной связке, под свои потребности для решения задачи.

В хроматографии используют термин селективность колонки, и чем она выше, тем лучших результатов можно достичь. Возможность выбирать сорбент, состав растворителя, химическую структуру и свойства компонентов смеси, температуру колонки — это факторы, изменение которых выводит селективность на высокий уровень.

Индекс удерживания в хроматографии

Индекс удерживания вещества — это величина, измеряющая время нахождения молекулы изучаемого вещества в подвижной фазе.

Неподвижная фаза в хроматографии

Неподвижная фаза — это вещество, которое выступает в роли сорбента для анализируемых веществ. Неподвижной фазой выступает твердое вещество с пористой поверхностью, в некоторых случаях жидкости.

Электрофорез и хроматография

Электрофорез, используя ток, и хроматография решают одни и те же задачи — разделение смеси веществ, выделение их составляющих. Но при этом есть существенное отличие. Процесс электрофореза — электрохимический, он состоит из неподвижной и мокрой подвижной фазы, а 2-ой использует стационарную и подвижную фазы.

Применяют в медицине в биохимии жидкостей (крови, плазмы).

Что общего между экстракцией и хроматографией

Экстракция — это разделение смеси жидких или твердых веществ. Активируют селективные растворители (экстрагенты). Общее с хроматографическими методами — деление исследуемого вещества на части и его выделение из общей массы.

ТСХ хроматография и ГСО

ТСХ (расшифровка — тонкослойная хроматография) протекает при перемещении подвижной фазы на тонком слое (до 0,20 см) неподвижного сорбента, нанесенного на твердую поверхность — пластинку (стекло, металл, малеинизированный полимер, акриламидо).

Испытание лекарственных средств на абсолютную подлинность и посторонние примеси — основная задача этой методики.

Тонкослойная хроматография

В исследованиях, для обеспечения чистоты полученных результатов, в качестве сорбента и растворителя используют вещества высшего класса по государственным стандартным образцам (ГСО).

Виды детекторов в хроматографии

Пробы исследуются в хроматографе, который фиксирует и анализирует все изменения пиков, используя градуировочные детекторы. Основные из них:

  • пламенно-ионизационный;
  • фотоионизационный;
  • электронного захвата;
  • термоионизационный;
  • инфракрасный;
  • рефрактометрический;
  • электронозахватный;
  • масс-спектрометрический;
  • хемосорбционный;
  • радиоактивный.

Это насадочные приборы, применяемые в хроматографии. Каждый год, и в 2017, и 2020 годах, изобретаются новые модификации и формы детекторов.

Достоинства хроматографии

К преимуществам относят:

  • одновременное разделение вещества на фракции и его изучение;
  • эффективность разделения из-за многократного повторения цикла сорбция — десорбция;
  • определение и выделение из смеси заданного типа препарата одновременно;
  • относительная быстрота достижения цели;
  • высокая чувствительность (100х6);
  • отсутствие химических превращений анализируемого вещества.

Это отличает хроматографические методы от других.

Недостатки хроматографии

Есть отдельные недостатки у каждого вида.

  • необходимо сложное оборудование и проведение долгого обучения;
  • невысокая скорость протекания реакций;
  • большая цена.
  • плохая нелабораторная воспроизводимость результата;
  • невозможность разделения веществ с близкими свойствами.

Диапазон применения хроматографических методов очень широк: от исследования составляющей клетки до объектов Солнечной системы. Эти методы незаменимы в нефтехимической, пищевой, газовой, экологической промышленностях на этапе контроля и поддержания оптимального графика производства.


Хроматогра́фия (от др.-греч. χρῶμα — цвет) — динамический сорбционный метод разделения и анализа смесей веществ, а также изучения физико-химических свойств веществ. Основан на распределении веществ между двумя фазами — неподвижной (твердая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент). Название метода связано с первыми экспериментами по хроматографии, в ходе которых разработчик метода Михаил Цвет разделял ярко окрашенные растительные пигменты.

Содержание

История метода

В 1910—1930 годы метод был незаслуженно забыт и практически не развивался.

В 1931 году Р. Кун, А. Винтерштейн и Е. Ледерер при помощи хроматографии выделили из сырого каротина α и β фракции в кристаллическом виде, чем продемонстрировали препаративную ценность метода.

В 1952 году Дж. Мартину и Р. Сингу была присуждена Нобелевская премия в области химии за создание метода распределительной хроматографии.

С середины XX века и до наших дней хроматография интенсивно развивалась и стала одним из наиболее широко применяемых аналитических методов.

Терминология

  • Хроматография — наука о межмолекулярных взаимодействиях и переносе молекул или частиц в системе несмешивающихся и движущихся друг относительно друга фаз.
  • Хроматография — процесс дифференцированного многократного перераспределения веществ или частиц между несмешивающимися и движущимися относительно друг друга фазами, приводящий к обособлению и концентрационных зон индивидуальных компонентов исходных смесей этих веществ или частиц.
  • Хроматография — метод разделения смесей веществ или частиц основанный на различиях в скоростях их перемещения в системе несмешивающихся и движущихся относительно друг друга фаз.
  • Колонка — содержит хроматографический сорбент, выполняет функцию разделения смеси на индивидуальные компоненты.
  • Элюент — подвижная фаза: газ, жидкость или (реже) сверхкритический флюид.
  • Неподвижная фаза — твердая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе, в адсорбционной хроматографии — сорбент.
  • Хроматограмма — результат регистрирования зависимости концентрации компонентов на выходе из колонки от времени. — устройство для регистрации концентрации компонентов смеси на выходе из колонки. — прибор для проведения хроматографии.

Класcификация видов хроматографии

По агрегатному состоянию фаз

  • Жидкостно-жидкостная хроматография
  • Жидкостно-твёрдофазная хроматография
  • Жидкостно-гелевая хроматография

По механизму взаимодействия

По цели проведения

  • Аналитическая хроматография
  • Промышленная хроматография

По способу ввода пробы

  • Элюентная хроматография (проявительная, редк. элютивная)

Наиболее часто используемый вариант проведения аналитической хроматографии. Анализируемую смесь вводят в поток элюента в виде импульса . В колонке смесь разделяется на отдельные компоненты, между которыми находятся зоны подвижной фазы.

Смесь непрерывно подают в колонку, при этом на выходе из колонки только первый, наименее удерживаемый компонент можно выделить в чистом виде. Остальные зоны содержат 2 и более компонентов. Родственный метод — твердофазная экстракция (сорбционное концентрирование).

В колонку после подачи разделяемой смеси вводят специальное вещество-вытеснитель, которое удерживается сильнее любого из компонентов смеси. Образуются примыкающие друг к другу зоны разделяемых веществ.



10.11.2021

О хроматографии написано много. Мы расскажем самое главное простыми словами.

Хроматография – это физико-химический метод разделения смеси веществ путем распределения их между двумя несмешивающимися фазами.

Принцип хроматографического разделения

Классификация хроматографических методов по природе взаимодействия сорбатов (определяемых компонентов) с подвижной и неподвижной фазами.

  • Распределительная хроматография — разделение основано на различии в растворимости сорбатов в подвижной и неподвижной фазах или на различии в стабильности образующихся комплексов. Этот вид самый популярный. Большинство ГХ и ВЭЖХ систем работают с данным видом.
  • Адсорбционная хроматография — разделение за счёт адсорбции основано на различии адсорбируемости компонентов смеси на данном адсорбенте. Примерами являются ТСХ, бумажная хроматография и газовая хроматография с насадочными, микронасадочными и капиллярными колонками заполненными сорбентами NaX, CaA, Al2O3 и т.д.
  • Ионообменная хроматография — разделение основано на различии констант ионообменного равновесия. Примером являются ВЭЖХ системы для анализа анионов и катионов.
  • Эксклюзионная хроматография — разделение основано на различии и проницаемости молекул разделяемых веществ в неподвижную фазу. Компоненты элюируются в порядке уменьшения их молекулярной массы. Примером являются ВЭЖХ системы для анализа полимеров.
  • Аффинная хроматография — основана на биоспецифическом взаимодействии компонентов с аффинным лигандом. Как правило, это колоночная хроматография или ТСХ. Анализы в биологии и медицине для выделения ферментов, белков, сахаров, витаминов и прочее.

Самые популярные варианты хроматографии:

    Подвижная фаза – газ. Подвижная фаза – жидкость.
  • Тонкослойная хроматография (ТСХ, TLC).



Хроматография в медицине

Хроматография активно используется в медицине.…


05.02.2022


Генераторы азота и сфера их применения

В газовой хроматографии азот –…


31.01.2022


Газовые хроматографы: устройство и принцип работы.

Любой газовый хроматограф состоит минимум…


30.01.2022


ГХ или ВЭЖХ? Что выбрать?

При появлении новой аналитической задачи…


16.11.2021


Хроматография. Простыми словами.

О хроматографии написано много. Мы…


10.11.2021


Как проводится хроматография

Хроматографический анализ представляет собой один…


18.03.2021


Абсорбционная спектрометрия уже больше века…


18.03.2021


Основные Параметры Хроматографических Пиков

Ключевую для хроматографии информацию получают…


21.01.2021


Результатом хроматографии является хроматограмма, дающая…


21.01.2021


Распространённые причины поломки хроматографов

Использование любых сложных видов оборудования…


02.10.2020


Как Хроматография Применяется в Парфюмерии?

Методику хроматографии активно используют в…


02.10.2020


Хроматография: история открытия и развития

Хроматография сегодня активно используется в…


06.09.2020


Как правильно выбрать хроматограф?

Хроматография – метод анализа жидкостных…


05.09.2020


Работа любого сложного устройства сопровождается…


28.07.2020


Сегодня хроматография остается самым используемым…


28.07.2020


Предшественником всех современных спектрометров считается…


06.07.2020


Разделение сложных смесей на единичные…


06.07.2020


Хроматографические методы в криминалистике

Криминалистические экспертизы играют важную роль…


06.07.2020


Хроматография в фармацевтической промышленности

В настоящее время можно выделить…


27.05.2020


Принципы работы спектрометра

Спектрометр – прибор, работающий на…


08.05.2020


Хромато-масс-спектрометры: принцип действия

Командой Хроматограф.ру в Печорской центральной…


08.05.2020


При поставке приборы снабжаются всем…


17.04.2020


Хроматография в контроле качества продовольственного сырья и пищевых продуктов

Безопасность и качество продуктов питания…


17.04.2020


Телемедицина для хроматографов

Что такое телемедицина? Это консультация…


15.04.2020


Основные производители хроматографов в мире, в России

Хроматографы используются в аналитических исследованиях,…


02.12.2019


Области применения газовых и жидкостных хроматографов

Хроматография – способ разделения многокомпонентных…


02.12.2019


Хроматографические Методы Анализа

Хроматографические методы анализа базируются на…


02.12.2019


Хроматограф — принцип действия, виды хроматографов

Одним из самых популярных методов…


23.02.2019


Обучение с выдачей удостоверения

С июня 2017 года наши…


28.11.2018


Скидка на Хромато-масс-спектрометр с МСД Хроматэк 12% до 31 октября 2017 года

Руководством предприятия принято решение предоставить…


28.11.2018

Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.

Читайте также: