Предпосылки использования хроматографии в биологии.

Хроматография активно применяется в биологии. Ее актуальность в этой области науки вполне оправдывается присущими живым системам хроматографическими механизмами. Таковым являются стенки кровеносных капилляров, где плазма – элюент, эндотелий стенок – сорбент, а компоненты крови – разделяемые вещества, или на примере почек, в которых стенки почечных канало можно принять за сорбент, первичную и вторичную мочу – за элюат.

Можно заключить, что присущие человеку стремление подражать природе не исключило такой распространенный физико-химический метод анализа, как хроматография. Термины биологическая хроматография, хроматобиология и биохроматография утвердились в современном научном мире, как значения эффективных методик изучения биологических систем на клеточном, тканевом и организменном уровнях.

Подробное описание методов хроматографического анализа по способу перемещения фаз.

Проявительная хроматография

Определение.

Проявительная хроматография – метод разделения, анализа и физико-химического исследования веществ, в котором через слой сорбента непрерывно проходит поток элюента и периодически в слой сорбента вводится разделяемая смесь веществ. Через определенное время происходит деление исходной смеси на чистые вещества, располагающиеся отдельными зонами на сорбенте, между которыми находятся зоны элюента.

Область применения.

Область применения:

1. Газовая хроматография

2. Жидкостная хроматография

Сущность метода.

Заполненная сорбентом колонка хроматографа промывается чистым газом, который сорбируется слабее всех остальных компонентов смеси. После чего, не прекращая подачу газа, в колонку хроматографа вводится порция анализируемой смеси, к примеру, вещества А и В, которые сорбируются в верхних слоях сорбента и вследствие движения газа по колонке хроматографа постепенно перемещаются вдоль слоя сорбента с различными для каждого компонента скоростями. В конце концов зона лучше сорбирующегося вещества (пусть это будет В), постоянно отстает от зоны хуже сорбирующегося вещества А и при достаточной длине колонки хроматографа смесь веществ А и В разделяется. Изменение концентрации вымываемых веществ на выходе из колонки хроматографа может быть зафиксировано в виде непрерывной кривой, называемой хроматограммой.

Фронтальная хроматография.

Определение.

Фронтальная хроматография – метод хроматографии, основанный на непрерывном пропускании анализируемой смеси через слой сорбента в колонке хроматографа.

Область применения и объект анализа.

Предназначение:

1. Аналитическое

2. Препаративное

Метод используют только в особых случаях из-за недостатка: метод позволяет выделить из смеси только одно, наиболее слабо абсорбирующееся вещество.

Объект анализа:

1. Изотермы сорбции.

Сущность метода.

Пусть анализируемая смесь состоит из двух компонентов А и В, изотерма сорбции которых линейная, и слабо сорбирующегося газа Е. Тогда газ E заполняет весь объем колонки хроматографа и покидает ее в чистом виде, а на хроматограмме фиксируется горизонтальная (нулевая) линия. В случае, если компонент А сорбируется слабее чем компонент В, после насыщения сорбента веществом А из колонки хроматографа начинает выходить смесь вещества A с газом Е. При этом на хроматограмме появляется ступень, высота которой соответствует концентрации вещества А в газе Е на выходе из колонки хроматографа. Данная концентрация может быть больше или равна исходной концентрации А. В итоге, когда сорбент насыщается таким же образом и веществом В, из колонки хроматографа начинает выходить смесь газа, содержащая все исходные компоненты. На хроматограмме же появляется вторая ступень, чья высота соответствует суммарной исходной концентрации веществ А и В. 

Вытеснительный метод. Определение.

Вытеснительный метод – метод, в котором десорбция компонентов смеси в хроматографе осуществляется потоком сильно сорбирующегося вещества - вытеснителя.

Область применения и объект анализа.

Область применения:

1. Газовая хроматография.

Объект анализа:

1. Микропримеси.

Сущность.

При работе хроматографа по этому методу заполненная сорбентом колонка предварительно промывается несорбирующимся веществом, после чего вводится порция анализируемой смеси. Под действием потока вытеснителя происходит продвижение компонентов смеси и их вымывание из колонки хроматографа. Компоненты анализируемой смеси, перемещаясь впереди фронта вытеснителя, разделяются на зоны в соответствии с их сорбционным сродством.

При анализе хроматограммы вытеснительного метода можно увидеть, что в отличие от фронтального метода каждая ступень хроматограммы, полученной вытеснительным методом, соответствует содержанию одного компонента.