آنالیز کروماتوگرافی چیست و چه کاربردی دارد؟

آنالیز کروماتوگرافی (Chromatography Analysis) یک تکنیک آزمایشگاهی برای جداسازی اجزاء یک مخلوط است. آنالیز کروماتوگرافی با عبور یک فاز متحرک از روی یک فاز ساکن انجام شده و اجزاء نمونه را یکدیگر جدا می کند.

در این روش مواد تشکیل دهنده مختلف موجود در یک ترکیب با سرعت های مختلفی در فاز ثابت حرکت می کنند و همین باعث جدا شدن آنها می شوند. در آنالیز کروماتوگرافی جداسازی مبتنی بر حرکت بین فازهای متحرک و ثابت است.

کروماتوگرافی ممکن است مقدماتی یا تحلیلی باشد. هدف از کروماتوگرافی مقدماتی ، جدا کردن اجزای یک مخلوط برای استفاده بعدی است و بنابراین نوعی تصفیه به حساب می آید. کروماتوگرافی تحلیلی به طور معمول با مقادیر کمتری از مواد انجام می شود و برای تعیین حضور یا اندازه گیری نسبت های تقریبی آنالیت ها در یک مخلوط  صورت می گیرد که  از هم قابل تمایز نیستند. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک در این رابطه توضیحات بیشتری ارائه خواهد شد.

تاریخچه آنالیز کروماتوگرافی

کروماتوگرافی اولین بار در سال ۱۹۰۰ توسط یک دانشمند ایتالیایی در روسیه مورد استفاده قرار گرفت. وی در دهه اول قرن بیستم با کروماتوگرافی به کار خود ادامه داد و در درجه اول برای جداسازی رنگدانه های گیاهی مانند کلروفیل ، کاروتن و زانتوفیل ها از آن استفاده می کرد.

 

از آنجا که این مؤلفه ها دارای رنگ های مختلف (به ترتیب سبز ، نارنجی و زرد) هستند ، این تکنیک کرماتوگرافی یا به عبارتی رنگ سنجی نام گرفت. انواع جدید کروماتوگرافی در دهه ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ ، توسعه یافت و برای بسیاری از فرآیندهای جداسازی مورد استفاده قرار گرفت.

تکنیک کروماتوگرافی با کار آرچر جان پورت مارتین و ریچارد لورنس میلینگتون سینگ در طول دهه ۱۹۴۰ و ۱۹۵۰ بطور چشمگیری توسعه یافت  و آنها در سال ۱۹۵۲برنده جایزه نوبل شیمی شدند. آنها کروماتوگرافی کاغذی ، کروماتوگرافی گازی و آنچه به عنوان کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا شناخته می شود را توسعه دادند. از آن زمان پیشرفت ها به طور مداوم در حال بهبود عملکرد آنالیز کروماتوگرافی هستند و امکان جداسازی مولکول های بسیار مشابه را فراهم می کنند.

بهتر است بدانید
در حال حاضر کروماتوگرافی پرکاربردترین تکنیک جداسازی در آزمایشگاههای شیمی است و برای آنالیز ، جداسازی و تصفیه استفاده می شود و در صنایع شیمیایی به عنوان جزئی از تولیدات کوچک و بزرگ کاربرد دارد.

کروماتوگرافی از نظر مقیاس در یک دقیقه مقادیر کمتر از یک نانوگرم را جداسازی و در حین آنالیز شناسایی می کند. در حالی که در سوی دیگر  صدها کیلوگرم مواد را در ساعت به محصولات تصفیه شده تبدیل می کند.

تطبیق پذیری کروماتوگرافی همراه با سادگی رویکرد و چارچوب منطقی توسعه یافته آنرا تبدیل به بخش جدایی ناپذیری از همه علوم کرده است.

انواع آنالیز کروماتوگرافی

• کروماتوگرافی مایع – جامد
• کروماتوگرافی جذب سطحی
• کروماتوگرافی لایه نازک
• کروماتوگرافی تبادل یونی
• کروماتوگرافی ژلی
• کروماتوگرافی گاز – جامد
• کروماتوگرافی مایع – مایع
• کروماتوگرافی تقسیمی
• کروماتوگرافی کاغذی
• کروماتوگرافی گاز- مایع
• کروماتوگرافی گاز – مایع
• کروماتوگرافی ستون مویین

 

مزایای آنالیز کروماتوگرافی

با استفاده از روش‌های کروماتوگرافی می‌توان جداسازی‌هایی را انجام داد که با روش های دیگر امکان پذیر نمی باشد. زیرا اختلافات جزئی در رفتار اجسام در هنگام عبور جریان از فاز ثابت کروماتوگرافی چندین برابر می ‌شود و همین امر جداسازی را امکان پذیر می کند. هرچه این اختلاف بیشتر باشد قدرت جداسازی مواد بیشتر می شود.

مزیت کروماتوگرافی نسبت به ستون تقطیر، سادگی انجام آن است زیرا جداسازی مواد با کروماتوگرافی می‌تواند در عرض چند دقیقه یا چند ساعت انجام شود ولی چندین روز طول می کشد تا ستون تقطیر به حداکثر بازده برسد.

یکی دیگر از مزایای برجسته روش‌های کروماتوگرافی ملایمت آنهاست یعنی احتمال تجزیه مواد جداشونده با این روش‌ها در مقایسه با سایر روش‌ها کمتر است.

مزیت دیگر روش‌های کروماتوگرافی این است که تنها مقدار بسیار کمی از مخلوط برای آنالیز لازم است و جداسازی مواد می‌تواند در مقیاس میکرو و نیمه میکرو انجام گیرد. از طرف دیگر روش‌های کروماتوگرافی ساده ، سریع و ارزان هستند و مخلوط‌ های پیچیده را می‌توان به آسانی با این روش آنالیز کرد.

انتخاب بهترین روش آنالیز کروماتوگرافی

انتخاب روش کروماتوگرافی به جز در مواردی مانند کروماتوگرافی گازی عموماً تجربی است. زیرا هنوز هیچ راهی جهت پیش‌بینی بهترین روش برای جداسازی ترکیبات وجود ندارد. بطور معمول در ابتدا روش‌های ساده‌ تر مانند کروماتوگرافی کاغذی و لایه نازک امتحان می ‌شوند و در صورت لزوم از روش‌های پیچیده‌ تر استفاده می ‌شود.

کروماتوگرافی در حال حاضر در بسیاری از زمینه ها شامل شیمی، داروسازی، پتروشیمی، مواد غذایی، زیست فناوری و غیره کاربرد گسترده ای دارد و برای جداسازی مخلوط ترکیبات، شناسایی ترکیبات ناشناخته یا مجهول، تخمین خلوص و غلظت مواد، نظارت در تولید دارو در صنایع داروسازی و بیوتکنولوژی، در پزشکی قانونی برای آنالیز نمونه های بیولوژیک، رنگ، مواد منفجره و … مورد استفاده قرار می گیرد.