เราอธิบายว่าโครมาโตกราฟีคืออะไร ใช้แยกสารผสมอย่างไร เฟสคืออะไร มีประเภทใดบ้าง และตัวอย่าง
โครมาโตกราฟีคืออะไร?
โครมาโตกราฟีคือ a วิธีการแยกส่วนผสม ที่ซับซ้อนซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆของ ศาสตร์. สามารถใช้ในการหาปริมาณ ระบุและแยกส่วนประกอบของสารผสม การทำเช่นนี้จะใช้หลักการของการเก็บรักษาแบบเลือกซึ่งประกอบด้วยพฤติกรรมที่แตกต่างกันขององค์ประกอบของ ส่วนผสม บนตัวรองรับเฉพาะ (เช่น กระดาษ ก๊าซ ของเหลว เรซิน) และเฟสของเหลวหรือก๊าซที่ไหลผ่านส่วนรองรับ
ด้วยวิธีนี้ โครมาโตกราฟีใช้เทคนิคต่างๆ ที่ใช้ประโยชน์จากความแตกต่างในอัตราการคงอยู่ของแต่ละองค์ประกอบ และสามารถแยก ระบุ และหาปริมาณได้
ในหลายกรณีคีย์ การดูดซับ (แตกต่างจาก การดูดซึม ซึ่งหมายถึงการแพร่กระจายของส่วนประกอบจากเฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่ง) แนวคิดที่หมายถึงกระบวนการที่อนุภาคยังคงอยู่บนพื้นผิว ตามความแตกต่างของอัตราการดูดซับบนตัวรองรับและค่าความสัมพันธ์สำหรับการรองรับนี้ของส่วนประกอบของของผสม พวกเขาสามารถแยกออกแล้วจึงหาปริมาณหรือระบุ
โดยทั่วไป โครมาโตกราฟีทุกประเภทขึ้นอยู่กับเครื่องมือจำนวนหนึ่ง สารประกอบทางเคมี และตั้งใจ เทคโนโลยี. ด้วยเหตุนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องรู้แนวคิดบางอย่างเพื่อที่จะเข้าใจการทำงานของเทคนิคโครมาโตกราฟี:
- เฟสนิ่ง เป็นสารที่ไม่เคลื่อนที่ในขณะที่โครมาโตกราฟีทำงาน
- เฟสมือถือ. เป็นสารที่เคลื่อนที่ระหว่างโครมาโตกราฟี อาจเป็นของเหลวหรือก๊าซ ตัวอย่างที่ประกอบด้วยสารที่วิเคราะห์จะดำเนินการในระยะเคลื่อนที่
- นักวิเคราะห์ พวกมันคือสารที่จะแยกออก หาปริมาณ และ/หรือ ระบุโดยใช้โครมาโตกราฟี กล่าวคือ เป็นสารที่จะถูกวิเคราะห์
- การแสดง เป็นส่วนผสมที่จะวิเคราะห์ อาจประกอบด้วยการวิเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งรายการ และส่วนประกอบอื่นๆ ที่อาจไม่สนใจ ซึ่งจะแยกวิเคราะห์ออกจากกัน
- เวลาถือ. เป็นเวลาที่ใช้สำหรับตัววิเคราะห์ที่จะส่งผ่านจากคอลัมน์หรือระบบที่เฟสเคลื่อนที่ผ่านไปยังเครื่องตรวจจับ (อุปกรณ์ที่สามารถให้สัญญาณการตรวจจับโดยใช้คุณสมบัติบางอย่างของตัววิเคราะห์)
- หัวกะทิ มันคือความสามารถในการแยกความแตกต่างแต่ละองค์ประกอบในการผสม
- ชะล้าง นอกจากนี้ยังหมายถึงเฟสเคลื่อนที่เมื่อออกจากคอลัมน์โครมาโตกราฟี
วิธีโครมาโตกราฟีประกอบด้วยการเพาะเชื้อตัวอย่างในเฟสที่อยู่นิ่งหรือเฟสเคลื่อนที่ (ขึ้นอยู่กับประเภทของเทคนิคโครมาโตกราฟี) ตัวอย่างเช่น ถ้าเฟสเคลื่อนที่เป็นเฟสที่มีตัวอย่าง เฟสนั้นจะผ่านเฟสที่อยู่กับที่
การแยกสารวิเคราะห์จะขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ของแต่ละส่วนประกอบสำหรับทั้งเฟสคงที่และเฟสเคลื่อนที่ ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของพวกเขาบ้าง สาร พวกเขาจะมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับเฟสเคลื่อนที่และอื่น ๆ ที่ยังคงอยู่ในระยะนิ่ง
ประเภทของโครมาโตกราฟี
ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ ธรรมชาติของการสนับสนุน (เฟสนิ่ง) และสารเคลื่อนที่ (เฟสเคลื่อนที่) โครมาโตกราฟีประเภทต่อไปนี้สามารถแยกความแตกต่างได้:
- โครมาโตกราฟีบนกระดาษ เฟสนิ่งประกอบด้วยแถบกระดาษกรอง ตัวอย่างที่จะวิเคราะห์จะวางเป็นหยดบนปลายด้านหนึ่งของกระดาษ จากนั้นแถบกระดาษจะถูกจุ่มลงในภาชนะที่มีเฟสเคลื่อนที่ โดยคำนึงถึงจุดสิ้นสุดของการวางตัวอย่างที่ด้านล่างของกระดาษ เฟสเคลื่อนที่เพิ่มขึ้นตามเส้นเลือดฝอย ลากตัวอย่างด้วยและแยกแต่ละองค์ประกอบตามความชอบสำหรับเฟสที่อยู่กับที่ โครมาโตกราฟีประเภทนี้ใช้เป็นหลักเมื่อแต่ละองค์ประกอบของตัวอย่างมี a สี แตกต่างกัน จากนั้นคุณจะเห็นการแสดงสีบนกระดาษเพื่อระบุสีเหล่านั้น
- โครมาโตกราฟีแบบชั้นบาง การทำงานของเทคนิคนี้คล้ายกับโครมาโตกราฟีแบบกระดาษ แต่ในกรณีนี้ เฟสที่อยู่นิ่งจะถูกสร้างขึ้นโดยการวางโพลาร์เรซิน (ซึ่งแทบจะเป็นซิลิกาเจล) บนแก้วหรือแผ่นอะลูมิเนียม ตัวอย่างจำนวนหนึ่งวางจากขอบล่างของจาน 1 ซม. จากนั้นจุ่มเพลตนี้ โดยคำนึงว่าต้องวางปลายที่มีตัวอย่างลงในภาชนะที่มีเฟสเคลื่อนที่ เฟสเคลื่อนที่เพิ่มขึ้นโดยการกระทำของเส้นเลือดฝอย โดยแยกส่วนประกอบของตัวอย่าง
- โครมาโตกราฟีแบบคอลัมน์ เฟสที่อยู่นิ่งจะอยู่ภายในเสาที่ทำด้วยแก้วหรือสแตนเลส รวมถึงวัสดุอื่นๆ เฟสเคลื่อนที่อาจเป็นของเหลวหรือก๊าซ ตัวอย่างถูกวางไว้ที่ด้านบนสุดของคอลัมน์และอนุญาตให้ลงไปพร้อมกับเฟสเคลื่อนที่โดยใช้ แรงโน้มถ่วง. ดังนั้นคอลัมน์โครมาโตกราฟีสามารถจำแนกได้ดังนี้:
ในทางกลับกัน เมื่อพิจารณาถึงประเภทของปฏิกิริยาของสารที่วิเคราะห์ระหว่างเฟสที่อยู่กับที่และแบบเคลื่อนที่ เรามีโครมาโตกราฟีประเภทต่อไปนี้:
- โครมาโตกราฟีการดูดซับ ในโครมาโตกราฟีประเภทนี้ เฟสนิ่งจะเป็นของแข็ง ในขณะที่เฟสเคลื่อนที่เป็นของเหลว สารที่สร้างเฟสอยู่กับที่อาจเป็นอลูมินา (Al2O3) ซิลิกา (SiO2) หรือเรซินแลกเปลี่ยนไอออน เฟสเคลื่อนที่สามารถประกอบด้วย a ตัวทำละลาย หรือส่วนผสมของตัวทำละลาย ส่วนประกอบบางอย่างของส่วนผสมจะถูกคงไว้ด้วยแรงที่มากกว่าส่วนประกอบอื่นๆ ในลักษณะนี้ การแยกตัวเกิดขึ้น
- โครมาโตกราฟีแบบแบ่งพาร์ติชัน มันเกิดขึ้นเมื่อการแยกตัวของสารที่วิเคราะห์ออกจากของผสมเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างในความสามารถในการละลายหรือขั้วระหว่างเฟสที่อยู่กับที่และเฟสเคลื่อนที่ ซึ่งทั้งสองเฟสเป็นของเหลวที่เข้ากันไม่ได้ เทคโนโลยีของขั้นตอนที่อยู่นิ่งมีความก้าวหน้าและมีของเหลวหลายชนิดที่ฝังอยู่ในของแข็งและเรซินที่ใช้เพื่อการนี้ ในแง่นี้ คอร์มาโตกราฟีมีสองประเภทขึ้นอยู่กับขั้วของเฟสอยู่กับที่และเฟสเคลื่อนที่:
- ในเฟสปกติ เฟสนิ่งมีขั้วและเฟสเคลื่อนที่เป็นขั้ว
- ในระยะย้อนกลับ เฟสคงที่คือขั้วและเฟสเคลื่อนที่คือขั้ว
- โครมาโตกราฟีการแลกเปลี่ยนไอออน เมื่อเฟสอยู่กับที่เป็นของแข็งและมีหมู่ฟังก์ชันที่แตกตัวเป็นไอออนได้ นั่นคือมีประจุ ซึ่งสามารถแลกเปลี่ยนประจุกับสารที่วิเคราะห์ได้ สามารถจำแนกได้เป็น:
- โครมาโตกราฟีการแลกเปลี่ยนไอออนบวก เฟสที่อยู่กับที่ประกอบด้วยกลุ่มฟังก์ชันที่มีประจุลบ ดังนั้นจึงเก็บประจุบวกไว้ (ประจุบวก)
- โครมาโตกราฟีการแลกเปลี่ยนไอออน เฟสที่อยู่กับที่ประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชันที่มีประจุบวก ดังนั้นจึงเก็บประจุลบ (ประจุลบ) ไว้
- โครมาโตกราฟีแบบยกเว้นขนาด เฟสที่อยู่กับที่เป็นวัสดุที่มีรูพรุนซึ่งวิเคราะห์โดยชะขึ้นอยู่กับขนาด ในโครมาโตกราฟีประเภทนี้ไม่มีปฏิกิริยาทางกายภาพหรือทางเคมีระหว่างสารที่วิเคราะห์กับเฟสที่อยู่กับที่ การวิเคราะห์ที่ใหญ่กว่าจะชะล้างออกไปก่อน กล่าวคือ สารเหล่านี้จะไม่อยู่ในระยะนิ่ง ในขณะที่สารวิเคราะห์ที่มีขนาดเล็กกว่าจะติดอยู่ในรูพรุนของเฟสคงที่และปล่อยให้เฟสเคลื่อนที่ (ของเหลว) ผ่านไป
ด้วยความก้าวหน้าของ ความรู้ และเทคโนโลยี เทคนิคโครมาโตกราฟีกำลังสมบูรณ์แบบ และทุกครั้งที่สามารถแยก ระบุ และหาปริมาณสารที่มีอยู่ในส่วนผสมได้แม่นยำยิ่งขึ้น สองตัวอย่างของโครมาโตกราฟีขั้นสูง ได้แก่ HPLC (High Performance Liquid Chromatography) และ GC (Gas Chromatography)
- เอชพีแอลซี ประกอบด้วยคอลัมน์โครมาโตกราฟีชนิดหนึ่ง แต่เฟสเคลื่อนที่ถูกปั๊มที่แรงดันสูงผ่านเฟสคงที่ภายในคอลัมน์ การใช้ความดันสูงช่วยลดการแพร่กระจายของสารที่วิเคราะห์ผ่านเฟสที่อยู่กับที่ ซึ่งได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น นอกเหนือไปจากการลดเวลาการทำงาน
- จี.ซี. เฟสเคลื่อนที่เป็นแก๊สและเฟสนิ่งอาจเป็นของแข็งหรือของเหลว ตัวอย่างจะระเหยกลายเป็นไอก่อนที่จะฉีดเข้าไปในคอลัมน์โครมาโตกราฟี เนื่องจากจะต้องเป็นก๊าซสำหรับก๊าซพาหะในการขนส่ง
ตัวอย่างโครมาโตกราฟี
ตัวอย่างการใช้โครมาโตกราฟีในชีวิตประจำวัน ได้แก่
- ไวน์หกบนผ้าปูโต๊ะสีขาว อุบัติเหตุตอนอาหารเย็นจะทำให้เราสังเกตได้ว่าเมื่อไวน์แห้งโดยการสัมผัสกับ อากาศ,สารต่างๆที่ประกอบขึ้นเป็น แต่ละคนจะย้อมผ้าสีขาวในโทนสีหรือสีที่ต่างกัน และสามารถจำแนกแยกกันได้ ซึ่งปกติแล้วจะเป็นไปไม่ได้
- การตรวจเลือด. โครมาโตกราฟีของตัวอย่างเลือดมักใช้เพื่อระบุสารที่มีอยู่ในตัวอย่าง ซึ่งปกติแล้วจะมองไม่เห็นเนื่องจากเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนมาก การทำเช่นนี้สีที่เลือดสะท้อนบนการสนับสนุนหรืออยู่ภายใต้a แสงสว่าง เฉพาะเจาะจง.
- การทดสอบปัสสาวะ เช่นเดียวกับเลือด ปัสสาวะเป็นส่วนผสมของสารประกอบต่างๆ ของแข็งบางชนิดและของเหลวอื่นๆ การมีหรือไม่มีซึ่งสามารถเปิดเผยรายละเอียดเกี่ยวกับการทำงานของร่างกายได้ การแยกสารด้วยโครมาโตกราฟีสามารถทำได้เพื่อตรวจหาสิ่งตกค้างที่ผิดปกติ เช่น เลือด เกลือ กลูโคส หรือสารที่ผิดกฎหมาย
- ทบทวนที่เกิดเหตุ. สิ่งที่เรามักเห็นในภาพยนตร์: นักวิจัยนำผ้า เส้นใย ผ้า หรือวัสดุรองรับอื่น ๆ และสังเกตการแยกตัวโดยการเกาะติดของสารต่าง ๆ ที่หกใส่พวกเขา เช่น น้ำอสุจิหรือเลือด แม้ว่าจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าก็ตาม
- ตรวจสุขภัณฑ์อาหาร. สมมติว่าผู้เชี่ยวชาญใน อาหาร ทราบปฏิกิริยาของส่วนประกอบอาหารเมื่ออยู่ภายใต้สเปกตรัมโครมาโตกราฟี เทคนิคนี้สามารถใช้เพื่อดูรายละเอียดในตัวอย่าง หากมีสารที่ไม่เหมาะสมบางชนิด ผลิตภัณฑ์ของสารจุลินทรีย์ หรือสารบางชนิด มลพิษก่อนที่เขาจะ ผลิตภัณฑ์ ไปตลาดและใส่ใน เสี่ยง ที่ สุขภาพ จากผู้คน