Хроматографические методы анализа

Определение хроматографии

Хроматография - это физико-химический метод разделения, идентификации и определения количественного состава веществ, основанный на распределении компонентов между двумя фазами, неподвижной и подвижной. Неподвижной (стационарной) фазой служит твердое пористое вещество или пленка высококипящей органической жидкости, нанесенная на твердое вещество, которое называют носителем. Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу.

Суть метода

Хроматографический метод анализа разработан русским ботаником М.С. Цветом (1872-1920) в 1903 г. В первых же работах с помощью этого метода Михаил Цвет установил, что считавшийся однородным зеленый пигмент растений хлорофилл на самом деле состоит из нескольких веществ. При пропускании экстракта зеленого листа через колонку, заполненную порошком мела, и промывании петролейным эфиром он получил несколько окрашенных зон, что, несомненно, говорило о наличии в экстракте нескольких веществ. Впоследствии это было подтверждено другими исследователями. Этот метод он назвал хроматографией (от греч. "хроматос"- цвет), хотя сам же указал на возможность разделения и бесцветных веществ.

Сущность метода по Цвету:

"При фильтрации смешанного раствора через слой адсорбента пигменты… рассматриваются в виде отдельных различно окрашенных зон. Подобно световым лучам в спектре различные компоненты сложного пигмента закономерно распределяются друг за другом в столбе адсорбента и становятся доступны качественному определению. Такой расцвеченный препарат я называю хроматограммой, а соответствующий метод анализа хроматографическим…"

Хроматографический процесс заключается в перемещении подвижной фазы (ПФ), содержащей компоненты разделяемой смеси, относительно неподвижной фазы (НФ). При движении ПФ вдоль неподвижной компоненты смеси сорбируется на НФ. Каждый компонент сорбируется в соответствии со сродством к материалу НФ. Поэтому НФ называют сорбентом. Захваченные сорбентом молекулы могут перейти в ПФ и продвигаться с ней дальше, затем снова могут сорбироваться. Таким образом, происходит распределение молекул каждого компонента между двумя фазами. Чем больше сродство компонента к НФ, тем сильнее он сорбируется и дальше задерживается на сорбенте, тем медленнее он продвигается с ПФ. Так как компоненты смеси обладают разным сродством к сорбенту, при перемещении смеси вдоль сорбента произойдет разделение: одни компоненты задержатся в начале пути, другие продвинутся дальше и т.д. Таким образом, в хроматографическом процессе сочетаются термодинамический (установление равновесия между фазами) и кинетический (движение компонентов с разной скоростью) аспекты.

Сущность хроматографии – разделяемые вещества перемещаются через слой НФ вместе с ПФ с разной скоростью вследствие различной сорбируемости.

Достоинства хроматографических методов

Отличительными особенностями хроматографических методов анализа являются: высокая эффективность, простота эксперимента, селективность, экспрессность, возможность автоматизации в сочетании с другими физико-химическими методами. Особая ценность этих методов заключается в том, что с помощью хроматографии возможно разделение соединений с близкими свойствами.

Применение хроматоргафических методов

Новейшими хроматографическими методами можно проанализировать газообразные, жидкие и твердые вещества с различной молекулярной массой. Это могут быть изотопы водорода, ионы металлов, полимеры, белки, нефть и др.

С помощью хроматографии получена обширная информация о строении и свойствах многих классов органических соединений.

Применение хроматографических методов для разделения белков оказало огромное влияние на развитие современной биохимии.

Хроматографию с успехом применяют в исследовательских и клинических целях в самых разных областях биологии и медицины, в фармацевтике и криминалистике: для терапевтического мониторинга в связи с ростом нелегального употребления наркотиков, идентификации антибиотиков и отнесения их к той или иной группе антибактериальных препаратов, для анализа отдельных наиболее важных классов пестицидов.

Такие достоинства, как универсальность, экспрессность и чувствительность делают хроматографию важнейшим аналитическим методом.