رفتن به مطلب

کروماتوگرافی تبادل یونی


z.b

ارسال های توصیه شده

کروماتوگرافی تبادل یونی در ستون‌ها ، بطور انحصاری ، کاربرد رزین‌های تبادل یونی محدود می‌شود زیرا این مواد به طور عمده خواص مطلوبی ، مانند پایداری مکانیکی و شیمیایی و یکنواختی اندازه دانه‌ها ( ذرات ) دارند،

پودر سلولز که آن گرده‌های تبادل یونی به طریق شیمیایی قرار داده شده باشند نیز برای جداسازی مواد در ستون‌ها به کار می‌رود. ورقه‌هایی از سلولز عمل شده فوق و ورقه‌های سلولز پر شده با رزین‌های تبادل یونی را در روش کروموتوگرافی کاغذی برای جداسازی‌هایی که شامل تبادل یونی هستند، می‌توان مورد استفاده قرار داد.

 

images?q=tbn:ANd9GcQtkLY1kZ26MSWlK1ESoNKNVATjocQ5OOuvbLllGDi1Nm7_IbmTkg

 

resin.jpg

 

 

لینک به دیدگاه

در کروماتوگرافی تبادل یونی جداسازی مواد از نوع کروماتوگرافی که در آنها رزین به جای جاذب در کروماتوگرافی جذبی قرار می‌گیرد، است. مقادیر زیادی از رزین‌های تبادل یونی برای جدا کردن کامل یون‌ها از محلول در آزمایشگاه و نیز در مقیاس صنعتی به کار می‌روند. یعنی از جداسازی‌های فوق العاده جالب عبارتند از جداسازی مواد لانتایندها، آکتینیدها و اسیدهای آمینه.

لینک به دیدگاه

رزین‌های متداول تبادل یونی

 

رزین‌های متداول تبادل یونی که به طور مصنوعی ساخته می‌شوند، بر پایه قالب غیر محلولی از یک بسپار بزرگ ، معمولا پلی استیرن ، استوار هستند. ولی بعضی از آنها متکی بر اسید متا اکریلیک هستند. نوع اول با بسپار کردن استیرن در حضور مقدار کمی از دی وینیل بنزن ساخته می‌شود. دی وینیل بنرن میزان اتصالات عرضی را که عامل مهمی در کروماتوگرافی است کنترل می‌کند. اتصالات عرضی ، بسپار را به حالت نامحلول در می‌آورد. اگر میزان اتصالات عرضی خیلی کم باشد رزین مستعد جذب مایع اضافی می‌شود و در نتیجه آماس زیادی می‌کند، در حالی که اتصالات عرضی زیاده از حد ، ظرفیت تبادل رزین را ، احتمالا به علت ممانعت فضایی کم می‌کند.

 

گرده‌های قطبی که باعث خواص تبادل یون در رزین می شوند به جز در مورد اسید پلی متا اکریلیک، بعد از عمل بسپار شدن به رزین اضافه می‌شوند. با بسپار شدن در یک امولسیون آبی می‌توان دانه‌هایی با اندازه‌های معین تهیه کرد و در این صورت است که رزین‌ها برای عمل یون زدایی و اهداف کروماتوگرافی به کار می‌روند. بعضی از رزین‌ها را به شکل ورقه می‌سازند که در این صورت غشاهای تبادل یونی به دست می‌آیند. این غشاها به این صورت کاربردی در کروماتوگرافی ندارند ولی می‌توان از آنها برای نمک‌زدایی محلول‌ها ، که ممکن است یک عمل مقدماتی ضروری برای یک جداسازی مواد کروماتوگرافی مورد نظر باشد، استفاده کرد.

260231%20%288%29.jpg

 

 

 

  • مواد مبادله کننده یون : تبادل گرهای کاتیونی و آنیونی دو نوع عمده مواد مبادله کننده یون هستند که آنها را به نوبه خود می‌توان بر حسب قدرتشان به اسید و باز تقسیم‌بندی کرد.
  • تبادل‌گر کاتیونی : گروه‌های قطبی در تبادل‌گرهای کاتیونی، که یا 6f96bb332b8614f49b94bcaf7201cf42.png و یا 52d61b0fdf9c5beb7bc3edf97fcee36a.png می‌باشند، خاصیت اسیدی دارند این گروه‌‌ها به مولکول‌های بسپار به طور قطعی متصل هستند و در معرض محلول‌ حاوی یون‌هایی که باید حذف یا جدا شوند، قرار می‌گیرند.
  • گروه‌های قطبی در تبادل گرهای آنیونی گروه‌های آمونیوم نوع سوم یا چهارم هستند و مثل هم عمل می‌کنند. تبادل‌گر آنیونی بیشتر به شکل کلرید هستند تا به شکل هیدروکسید زیرا کلریدها پایدارتر هستند.

لینک به دیدگاه

خواص رزین‌ها

 

 

  • باید دارای گروه‌های مبادله کننده تک عاملی باشد. برای رزین‌های جدید هیچ مشکلی در این مورد وجود ندارد ولی محصولات اولیه که از فنل ساخته می‌شدند چند عاملی بودند و خواص تبادل آنها بستگی به PH محلولی که در آن قرار می‌‌گرفتند، داشت. از این نقطه نظر این رزین‌ها برای کروماتوگرافی مناسب نبودند.
  • باید درجه اتصالات عرضی کنترل شده داشته باشد. 4 - 8 % بهترین درجه برای کروماتوگرافی است.
  • گستره اندازه ذرات باید تا آنجایی که ممکن است کوچک باشد.
  • اندازه ذرات باید، تا آنجایی که عملی است کوچک باشد.

لینک به دیدگاه

مزیت اساسی کروماتوگرافی تبادل یونی

 

در کروماتوگرافی ، محلول‌های بکار رفته اکثرا رقیق هستند و در نتیجه روش شستشو بیشتر به کار می‌رود و اغلب جداسازی‌های بسیار رضایت بخشی به دست می‌آید. در مورد رزین‌ها تجزیه جانشینی و تجزیه مرحله‌ای و شستشوی تدریجی همگی به کار می‌روند. ولی از تجزیه جبهه‌ای استفاده نمی‌شود. روش دیگر شستشو ، تحت عنوان گزینش پذیری ، نیز کارآیی مفیدی دارد. این روش به تغییر فعالیت یون‌هایی بستگی دارد که باید بوسیله عامل شوینده‌ای که با یون‌ها تشکیل کمپلکس می‌دهد جدا شوند.

 

تشکیل کمپکس بدون شک عامل مهمی در سایر روش‌های کروماتوگرافی ، مخصوصا در جداسازی‌های معدنی روی کاغذ است، ولی در هیچ یک از سایر روش‌ها این موضوع به همان وسعت که در کروماتوگرافی تبادل یونی استفاده شده، مطالعه نشده است. یکی از قدیمیترین و جالب‌ترین موفقیت‌ها در کروماتوگرافی تبادل یونی جداسازی مواد لانتایندها در یک رزین اسید قوی و با استفاده از یک محلول سیترات تامپونی برای شستشو است.

لینک به دیدگاه

کروماتوگرافی نمک زنی

 

در روش کروماتوگرافی نمک‌زنی ، از رزین‌های تبادل یونی برای جداسازی مواد غیر الکترولیت‌ها ، با شستن آنها از ستون به وسیله محلول‌های آبی یک نمک ، استفاده می‌شود. اجسام جدا شده بوسیله این روش ، اترها ، آلدئیدها ، کتون‌ها و آمین‌ها هستند.

لینک به دیدگاه

تبادل‌گرهای یون معدنی

 

بعضی از نمک‌های معدنی برای پر کردن کاغذ و آماده سازی آن به منظور استفاده در جداسازی‌ها که بر اثر تبادل یون صورت می‌گیرند، بکار می‌روند. یکی از دلایل توجه به مواد معدنی این است که تبادل‌گرهای یونی رزینی بر اثر تابش مستعد خراب شدن هستند. بنابراین در حقیقت برای استفاده با محلول‌های خیلی فعال مناسب نیستند. اگر چه برای جداسازی مواد ، به عنوان مثال ، مخلوط‌های اکتیندها یا موفقیت به کاربرده شده‌اند. مواد معدنی دارای مزایای دیگری مانند گزینش پذیری خیلی زیاد برای بعضی از یون‌ها مانند روبیدیم و سزیم و توانایی در برابر محلو‌ل‌های با دمای بالا هستند.

 

به علاوه تبادل گرهای یونی معدنی وقتی که در آب قرار می‌گیرند به مقدار قابل توجهی آماس نمی‌کنند و حجم آنها با تغییر قدرت یونی محلول در تماس با آنها تغییر نمی‌کند. از طرف دیگر ، بعضی از مواد معدنی معایبی مانند انحلال پذیری یا والختی در بعضی از PHها که در آن معمولا رزین‌ها پایدارند، دارند یا ممکن است در محلول‌هایی که رزین‌ها غیر محلول هستند، حل شوند. همچنین تبادل‌گرهای یونی معدنی ممکن است به شکل بلورهای ریز باشند که به علت ممانعت از عبور فاز متحرک ، برای پر کردن در ستون‌ها مناسب نیستند. اگر چه راههایی برای فائق آمدن به این مشکل وجود دارد.

لینک به دیدگاه

[h=1]نگاه اجمالی[/h]

هدف از جداسازی ، حذف مزاحمت‌ها ، غلیظ کردن محلول مورد نظر و یا سایر موارد است. برای جداسازی از اختلاف در خصوصیات فیزیکی استفاده می‌شود، مثل فراریت ، حلالیت و ضریب تقسیم مواد__ و ... . در آنالیز و جداسازی مواد مختلف از تکنیک‌های ویژه‌ای برحسب نوع و ساختار مواد و مخلوط‌ها استفاده می‌شود که برخی از آنها که معروف بوده و حائز اهمیت بیشتری هستند، در زیر می‌آوریم.

[h=1]تبلور[/h]

هدف از تبلور ، جداسازی ناخالصی از اجسام جامد است. در این روش ، ابتدا جامد ناخالص را در یک حلال گرم حل می‌کنند، سپس محلول را صاف می‌کنند. ناخالصی‌ها در فاز مایع باقی می‌مانند. اگر تبلور طی چند مرحله صورت گیرد، به آن تبلور جزء به جزء می‌گویند. در این روش انتخاب حلال از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر از تکنیک ذوب برای جداسازی ناخالصی از جامد استفاده شود، به آن تصفیه ذوب گویند.

 

این روش در جدا کردن ناخالصی‌های ژرمانیم و اسید بتروییک کاربرد دارد. در این فرآیند ، ضریب تقسیم برابر با نسبت غلظت ناخالصی در فاز جامد به غلظت ناخالصی در فاز مایع است.

[h=1]تقطیر[/h]

اگر هدف از تقطیر ، جداسازی یک مخلوط به اجزای بالا باشد، از تقطیر ساده برای جداسازی اجزاء استفاده می‌شود. اما اگر همه اجزاء فرار باشند، از تقطیر جزء به جزء برای جداسازی استفاده می‌شود. اگر یک مخلوط تولید آزئوتروپ کند، ( مثل آب و الکل) نمی‌توان از روش تقطیر جزء به جزء ، اجزای آن را جدا کرد. برای جداسازی این مخلوط از روش‌های تقطیر با بخار آب ، تقطیر در خلاء و تقطیر ناگهانی استفاده می‌کنند.

 

در تقطیر با بخار آب هیچگاه درجه حرارت تقطیر از نقطه جوش آب بیشتر نمی‌شود. ترکیباتی نظیر تولوئن ، اتیلن ، گلیسیرین و اسیدهای چرب از این طریق جدا می‌شوند. برای جلوگیری از تجزیه مایعاتی که دارای نقطه جوش بالایی هستند از تقطیر در خلاء استفاده می‌شود. با کاهش فشار ، نقطه جوش مایع کاهش پیدا می‌کند.

 

در تهیه آب آشامیدنی از آب دریا و تهیه آب مقطر نیروگاه‌ها از تقطیر ناگهانی استفاده می‌شود. در این روش مایع بطور مداوم وارد و بخار بطور مداوم خارج می‌شود.

[h=1]رسوب دادن[/h]

نوعی روش جداسازی است که اساس آن اختلاف حلالیت اجسام می‌باشد. یعنی جزیی که حلالیت کمتری دارد زودتر جدا می‌شود. با افزایش نیروی جاذبه سرعت ته‌نشین شدن افزایش پیدا می‌کند. عمل سانتریفوژ در واقع بر همین اساس است.

 

Chem.jpg[TABLE=align: left]

[/TABLE]

 

 

[h=1]استخراج[/h]

اساس این روش ، اختلاف حلالیت یک جزء در دو حلال غیر قابل حل در یکدیگر است. اگر دو حلال غیر قابل استخراج ، مایع باشند، به این روش استخراج مایع ـ مایع گویند و اگر یک جسم جامد به وسیله یک حلال استخراج شود، به آن استخراج جامد ـ مایع گویند (مثل استخراج اسانس‌ها ، عصاره‌ها و روغن از دانه‌های گیاهی). عموما دو فاز مورد استفاده ، یکی آب است و دیگری یک حلال آلی.

 

مقداری از جسم در فاز آبی و مقداری نیز در فاز آلی می‌باشد. بازده استخراج با ضریب تقسیم نسبت مستقیم دارد. دوبار استخراج با حجم کمتر از حلال آلی همیشه موثر از یک بار استخراج با حجمی مساوی دو برابر حجم اول است. چون در حالت اول ، مقدار وزن ماده باقی‌مانده محلول در آب ، کمتر از حالت دوم خواهد بود.

 

[h=1]کروماتوگرافی[/h]

اساس کروماتوگرافی ، جذب سطحی مواد و توزیع آنها در دو فاز می‌باشد. یکی از فازها ثابت و فاز دیگر متحرک است که نمونه مورد نظر در فاز متحرک جدا می‌شود. فاز ثابت یا جامد است و یا مایع و فاز متحرک یا مایع است و یا گاز . اگر فاز ثابت ، جامد و فاز متحرک ، مایع باشد، به آن کروماتوگرافی مایع ـ جامد ( LSC ) گویند. اگر فاز متحرک ، گاز و فاز ثابت ، جامد باشد، به آن کروماتوگرافی گاز - جامد ( GSC ) گویند. اگر فاز متحرک ، مایع و فاز ثابت نیز مایع باشد به آن کروماتوگرافی مایع ـ مایع ( LLC یا HPLC ) گویند و در نهایت اگر فاز متحرک ، گاز و فاز ثابت ، مایع باشد، به آن کروماتوگرافی گاز - مایع ( GLC یا VPC ) گویند.

 

در LSC ، جدا شدن بر اساس جذب سطحی یا تعریض یون‌ها و یا تشکیل کمپلکس می‌باشد. در GSC اساس ، جداسازی جذب سطحی است. در LLC و GLC ، مواد بر اساس توزیع بین دو فاز جدا می‌شوند. پس کروماتوگرافی روشی برای جداسازی مخلوط بدلیل اختلاف تحرک آنها می‌باشد.

 

کروماتوگرافی LSC در واقع نوعی کروماتوموگرافی جذبی است که مواد بر اساس اختلاف در قابلیت جذب خود روی سطح جامد از یکدیگر جدا می‌شوند. در GSC نیز اساس جداسازی جذب سطحی فاز گاز روی سطح جامد است. از این روش برای خالص سازی گازها استفاده می‌شود.

 

 

200px-TLC_black_ink.jpg[TABLE=align: left]

[/TABLE]

 

 

[h=1]کروماتوگرافی تبادل یونی[/h]

کروماتوگرافی تبادل یونی ، روشی است که در آن ، یون‌ها بین یک محلول و یک فاز جامد ( رزین ) مبادله می‌شوند. این تبادل ، برگشت پذیر است. فاز جامد در آب ، غیر محلول بوده و دارای بنیان‌های اسیدی و بازی باشد. نوع معدنی این مواد جامد ، ممکن است شبیه زئولیت‌ها باشند و نوع جدید آنها از مشتقات aaf3dcedb6134467285bec29e21fcc82.png هستند و برای جداسازی فلزات قلیایی خاکی بکار می‌روند. رزین‌های تبادل یونی ، منشا آلی دارند و از پلیمرهای با وزن مولکولی بالا ساخته می‌شوند.

 

تشکیل این رزین‌ها بر اساس پلیمریزاسیون پلی‌استیرن و وینیل‌بنزن استوار است. رزین‌ها به دو نوع تعویض کننده آنیونی و کاتیونی تقسیم می‌شوند. هر کدام از این تعویض کننده‌ها به نوع بازی ضعیف و قوی و اسیدی ضعیف و قوی تقسیم می‌شوند.

لینک به دیدگاه

[h=1]کروماتوگرافی[/h]

 

 

کروماتوگرافی(به انگلیسی: Chromatography) یا سَوانِگاری[۱] روشی است در علم شیمی برای جداسازی اجزای یک مخلوط با عبور دادن یک فاز متحرک از روی یک فاز ساکن.

در این روش معمولاً مخلوط که به صورت مایع یا گاز است از یک لوله یا شبکه گذرانده می‌شود؛ سرعت حرکت اجزای تشکیل دهنده مخلوط در لوله یا شبکه مختلف است (با توجه به عناصر دیواره داخلی لوله یاشبکه) در نتبجه مخلوط به اجزای تشکیل دهنده تجزیه شده و هر جز جداگانه خارج می‌شود. در کروماتوگرافی دو فاز وجود دارد فاز ثابت وفاز متحرک، فاز ثابت در واقع اجزای درون لوله یا شبکه جداسازی را تشکیل می‌دهند و فاز متحرک مربوط به ماده‌ای است که می‌خواهد مورد تجزیه و تخلیص قرار بگیرد. فاز ثابت می‌تواند مایع یا جامد باشد که بر اساس اینکه جامد یا مایع باشد به کروماتوگرافی جذب سطحی و کروماتوگرافی تقسیمی، تقسیم می‌شوند. اساس جداسازی در کروماتوگرافی متفاوت می‌باشد جداسازی براساس وزن مولکولی و جداسازی بر اساس میل اتصال به فاز ثابت از اعم این اصول می‌باشد.

 

 

 

[h=2]تاریخچه[/h]

پر کاربردترین شیوه جداسازی مواد تجزیه‌ای کروماتوگرافی است که در تمام شاخه‌های علوم کاربردهایی دارد. کرماتوگرافی گروه گوناگون و مهمی از روش‌های جداسازی مواد را شامل می‌شود و امکان می‌دهد تا اجزای سازنده نزدیک به هم مخلوط‌های کمپلکس را جدا، منزوی و شناسایی کند بسیاری از این جداسازی‌ها به روش‌های دیگر ناممکن است. اولین روش‌های کروماتوگرافی در سال ۱۹۰۳ بوسیله میخائیل سوئت ابداع و نامگذاری شد. او از این روش برای جداسازی مواد رنگی استفاده کرد. مارتین و سینج در سال ۱۹۵۲ به پاس اکتشافاتشان در زمینه کروماتوگرافی جایزه نوبل دریافت کردند.

 

 

[h=2]مبانی[/h]

سوانگاری را به دلیل اینکه در برگیرنده سامانه‌ها و فنون مختلفی است نمی‌توان به طور مشخص تعریف کرد. اغلب جداسازی‌ها بر مبنای کروماتوگرافی بر روی مخلوطهایی از مواد بی‌رنگ از جمله گازها صورت می‌گیرد. کروماتوگرافی متکی بر حرکت نسبی دو فاز است ولی در کروماتوگرافی یکی از فازها بدون حرکت است و فاز ساکن نامیده می‌شود و دیگری را فاز متحرک می‌نامند. اجزای یک مخلوط به وسیله جریانی از یک فاز متحرک از داخل فاز ساکن عبور داده می‌شود. جداسازی‌ها بر اساس اختلاف در سرعت مهاجرت اجزای مختلف نمونه استوارند.

[h=2]روش‌ها[/h]

روش‌های سوانگاری را می‌توان ابتدا بر حسب ماهیت فاز متحرک و سپس بر حسب ماهیت فاز ساکن طبقه‌بندی کرد. فاز متحرک ممکن است گاز یا مایع و فاز ساکن ممکن است جامد یا مایع باشد. بدین ترتیب فرایند کروماتوگرافی به چهار بخش اصلی تقسیم می‌شود. اگر فاز ساکن جامد باشد کروماتوگرافی را کروماتوگرافی جذب سطحی و اگر فاز ساکن، مایع باشد کروماتوگرافی را تقسیمی می‌نامند.

انواع کروماتوگرافی هر یک از چهار نوع اصلی کروماتوگرافی انواع مختلف دارد:

1 -کروماتوگرافی مایع – جامد

کروماتوگرافی جذب سطحی

کروماتوگرافی لایه نازک

کروماتوگرافی تبادل یونی

کروماتوگرافی ژلی

2 -کروماتوگرافی گاز – جامد

3 -کروماتوگرافی مایع – مایع

کروماتوگرافی تقسیمی

کروماتوگرافی کاغذی

4 -کروماتوگرافی گاز- مایع

کروماتوگرافی گاز – مایع

کروماتوگرافی ستون مویین

 

 

کروماتوگرافی لایه نازک

 

 

این نوع جداسازی برای مقادیر بسیار کم کاربرد دارد. در این کروماتوگرافی فاز ساکن جامد و فاز متحرک مایع می باشد. حلال توسط جذب سطحی روی لایه بالا می رود و اجزای مختلف نمونه برحسب نوع و استحکام پیوند در محلی از لایه متمرکز می شوند. معمولا اجسام قطبی پایین تر و اجسام غیرقطبی در بالای لایه قرار می گیرند. حلال مناسب باید لکه ها را به خوبی از هم جدا کند و با مواد موجود در نمونه واکنش ندهد. لکه گذاری روی لایه نازک به وسیله لوله مویین انجام می شود. طبقه جاذب یا فاز ساکن ( سیلیکاژل، آلومین ...) روی شیشه یا هر جسم دیگری که خود اثری در عمل ندارد ریخته می شود.

 

 

[h=2]مزیت روش‌های سوانگاری[/h]

با روشهای کروماتوگرافی می‌توان جداسازی‌هایی را که به روش‌های دیگر خیلی مشکل می‌باشند انجام داد. زیرا اختلافات جزئی موجود در رفتار جزئی اجسام در جریان عبور آنها از یک سامانه کروماتوگرافی چندین برابر می‌شود. هر قدر این اختلاف بیشتر شود قدرت جداسازی مواد بیشتر و برای انجام جداسازی مواد نیاز کمتری به وجود اختلافات دیگر خواهد بود.

مزیت کروماتوگرافی نسبت به ستون تقطیر این است که نسبتاً آسان می‌توان به آن دست یافت با وجود اینکه ممکن است چندین روز طول بکشد تا یک ستون تقطیر به حداکثر بازده خود برسد ولی یک جداسازی مواد کروماتوگرافی می‌تواند در عرض چند دقیقه یا چند ساعت انجام گیرد.

یکی از مزایای برجسته روش‌های کروماتوگرافی این است که آنها آرام هستند. به این معنی که احتمال تجزیه مواد جداشونده به وسیله این روش‌ها در مقایسه با سایر روش‌ها کمتر است.

مزیت دیگر روش‌های کروماتوگرافی در این است که تنها مقدار بسیار کمی از مخلوط برای تجزیه لازم است به این دلیل روش‌های تجزیه‌ای مربوط به جداسازی مواد کروماتوگرافی می‌توانند در مقیاس میکرو و نیمه میکرو انجام گیرند.

روش‌های کروماتوگرافی ساده سریع و وسایل مورد لزوم آنها ارزان هستند. مخلوط‌های پیچیده را می‌توان نسبتاً به آسانی به وسیله این روش‌ها به دست آورد.

مواد نوع کروماتوگرافی مواد شیمیایی مشابه کروماتوگرافی تقسیمی مواد شیمیایی غیر مشابه کروماتوگرافی جذب سطحی گازها و اجسام فرار کروماتوگرافی گازی مواد یونی و معدنی

کروماتوگرافی تبادل یونی در ستون کروماتوگرافی کاغذی یا لایه نازک الکترفورز ناحیه‌ای مواد یونی و غیر یونی کروماتوگرافی تبادل یون یا ژلی مواد زیستی و ترکیباتی با جرم مولکولی نسبی بالا کروماتوگرافی ژلی الکتروفور

 

 

[h=2]انتخاب بهترین روش کروماتوگراف[/h] انتخاب نوع روش کروماتوگرافی بجز در موارد واضح (مانند کروماتوگرافی گازی در جداسازی مواد گازها) عموماً تجربی است. زیرا هنوز هیچ راهی جهت پیش بینی بهترین روش برای جداسازی مواد اجسام مگر در چند مورد ساده وجود ندارد. در ابتدا روش‌های ساده‌تر مانند کروماتوگرافی کاغذی و لایه نازک امتحان می‌شوند. زیرا این روش‌ها در صورتی که مستقیماً قادر به جداسازی مواد نباشند نوع سیستم کروماتوگرافی را که جداسازی مواد بوسیله آن باید صورت بگیرد، مشخص می‌کنند آنگاه در صورت لزوم از روش‌های پیچیده‌تر استفاده می‌شود. از فهرست زیر می‌توان به عنوان یک راهنمای تقریبی استفاده کرد:

مواد----نوع کروماتوگرافی

 

  • مواد شیمیایی مشابه---- کروماتوگرافی تقسیمی
  • مواد شیمیایی غیر مشابه-کروماتوگرافی جذب سطحی
  • گازها و اجسام فرار----کروماتوگرافی گازی
  • مواد یونی و معدنی ----کروماتوگرافی کاغذی یا لایه نازک – کروماتوگرافی تبادل یونی درستون
  • مواد یونی و غیر یونی ---کروماتوگرافی تبادل یون یا ژلی
  • مواد زیستی ---- کروماتوگرافی ژلی الکتروفورز

در جداسازی‌های مشکل وقتی که روش‌های ساده فاقد کارایی لازم هستند روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) می‌تواند جوابگو باشد.

 

[h=2]منابع[/h]

 

Concise Encyclopedia of Chemistry. New York: McGraw-Hill, 2004. ISBN0-07-143953-6.

لینک به دیدگاه

کروماتوگرافی کاغذی :مهیج ترین پیشرفت در تازیخچه ی کروماتوگرافی در سال 1944 روی داد. این زمانی بود که دانشمندان کشف کردند که یک نوار ***** کاغذی متخلخل می تواند جانشین ستونی از پودر آشکار ساز شود. این روش کروماتوگرافی کاغذی نامیده شد. در این روش یک قطره از مخلوطی که باید جداسازی شود بر روی کاغذ قرار داده می شود سپس یکی از لبه های کاغذ درون حلال قرار داده می شود. حلال از کاغذ بالا می آید و هر کدام از ترکیبات مخلوط را جذب خود کرده و همراه خودش درون کاغذ به حرکت در می آورد. در طی این عمل ترکیباتی که کمتر جذب حلال می شوند با سرعت کمتری حرکت کرده در نتیجه مسافت کمتری را طی می کنند و ترکیباتی که بیشتر در جذب حلال قرار می گیرند با سرعت بیشتری حرکت می کنند و در نتیجه مسافت بیشتری را طی می کنند که ما فرمول زیر را برای این رفتار در کروماتوگرافی کاغذی داریم : فاصله بالا رفتن حلال از مبدا/فاصله بالا رفتن ماده از مبدا = Rfما با استفاده از Rf (Rate of flow) و مقایسه ی عدد به دست آمده با مقادیر آمده در جداول مربوطه می توانیم به هویت نمونه ی مجهول پی ببریم. لازم به ذکر است که مبدا می تواند هر نقطه ای باشد اما معمولا بلافاصله بعد از سطح حلال در نظر گرفته می شود.البته محاسبه ی Rf بعد از خشک کردن نوار کاغذی و نمایان کردن رنگ ها با استفاده از شناساگر انجام می شود. روش مطمئن تر از تشخیص مواد از روی مقدار Rf بریدن قسمتی از کاغذ با رنگ مشخص و آنالیز کردن آن با روش های آنالیزی میباشد. این روش یک نوع کروماتوگرافی جزء به جزء محسوب می شود که بیشتر بر اساس تفاوت های ترکیبات در قابلیت انحلال پذیری انجام می شود تا تفاوت های آن ها در جذب سطحی. یکی از فواید استفاده از این روش استفاده ی کم از نمونه در آن است زیرا همانطور که میدانید برخی از مخلوط های شیمیایی بسیار گران قیمت و کمیاب هستند و ما برای شناسایی آن ها نمی توانیم آن ها را هدر دهیم. یکی از مشکلات این روش یا کلا کروماتوگرافی ها این می باشد که ترکیبات مخلوطی که باید جداسازی شود باید حتما دارای میزان قطبیت یا همان انحلال پذیری متفاوت باشند تا در طی کروماتوگرافی از هم جدا شوند.Chromatography_-Paper1.jpgکروماتوگرافی گازی : این روش به شیمیدانان اجازه می دهد تا مخلوط های گازی یا موادی که به سادگی تبخیر میشوند و به حالت گازی در میایند را جداسازی کنند. به جای یک حلال مایع معمولا از گاز هلیوم برای فشار دادن مخلوط درون یک ستون و جداسازی ترکیبات گازی استفاده می شود. این روش اولین بار برای میکرو آنالیز اسید های چرب استفاده شد.استفاده ی گسترده از کروماتوگرافی گازی بیش از همه در رشته های آزمایشگاهی محسوس است. امروزه این روش تقریبا در تمام شاخه های صنایع شیمیایی کاربرد دارد به ویژه در تولید مشتقات نفتی و گازی. یکی از مهمترین وسایل ثابت در آزمایشگاه های بیوشیمی دستگاه آنالیزی GCMS (gas chromatography, mass spectrometry) است. Mass spectrometry به معنای طیف سنجی جرمی میباشد که در آینده در خلال توضیح انواع طیف سنجی ها در مورد این طیف سنجی نیز توضیح داده خواهد شد. دستگاه GCMS ابتدا با استفاده از کروماتوگرافی گازی نمونه را جداسازی می کند و سپس در طی فرایند طیف سنجی جرمی نمونه را از نظر جرمی آنالیز می کند.کروماتوگرافی لایه نازک :اخیرا کروماتوگرافی به روش های حرفه ای آنالیزی نیز راه پیدا کرده است. در کروماتوگرافی لایه نازک، برای مثال ژل آلومینا با سیلیکاژن (ژل سیلیکا) یا یک جامد کاملا تجزیه پذیر بر روی یک صفحه شیشه ای درون یک لایه ی نازک یکنواخت اسپری می شود.[TABLE=width: 472]

[TR]

[TD=align: justify]این تجهیزات جای کاغذ ***** را در روش کروماتوگرافی کاغذی می گیرد. این روش نه تنها از کروماتوگرافی کاغذی سریع تر است بلکه همچنین می تواند مقادیر کم ترکیبات خالص درون مخلوط را جدا کند. این روش معمولا در صنایع دارویی برای جدا سازی پنی سیلین و دیگر آنتی بیوتیک ها به کار می رود.[/TD]

[TD]Thin-layer-chromatography.jpg[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

حال برای اینکه بتوانید خودتان یک کروماتوگرافی انجام دهید این آزمایش را که به سادگی قابل انجام در خانه است را در اختیار شما قرار می دهم :انجام کروماتوگرافی کاغذی با استفاده از ***** قهوه جوش:درجه سختی : معمولیزمان لازم : 2 ساعتروش انجام کار :1. 2 یا 3 برگ بزرگ ( یا معادل همان مقدار برگهای کوچک ) را جمع آوری کنید. آن ها را به قطعات کوچک تقسیم کنید و درون شیشه های کوچک درپوش دار قرار دهید.2. مقدار کافی الکل به اندازه ی پوشاندن برگ ها درون شیشه ها بریزید.3. شیشه ها را درون یک ماهیتابه ی کم عمق که به اندازه ی یک سانتی متر یا کافی آب داغ شیر دارد بگذارید.4. بگذارید شیشه ها حداقل به مدت نیم ساعت درون آب داغ باشند. آب داغ را هرگاه که سرد شد تعویض کنید و شیشه ها را هر چند لحظه جابجا کنید. در این مرحله اگر محتوی شیشه ها را هم بزنید در پایان نتیجه ی بهتری خواهید داشت.5. کار شیشه ها وقتی که الکل درون شیشه ها سبز رنگ شد به پایان رسیده است هر چه رنگ بدست آمده تیره تر باشد، کروماتوگرام واضح تر خواهد بود.6. برای هر شیشه نوار درازی از کاغذ ***** قهوه برش دهید.7. درون هر شیشه یک نوار کاغذ را قرار دهید، به صورتی که یک سر آن درون الکل و سر دیگر خارج از شیشه باشد. ( توجه داشته باشید که لبه ی نوار حتی اگر در تماس با سطح الکل باشد کفایت میکند )8. الکل از کاغذ ***** بالا رفته که رنگ دانه ها را نیز با خودش یه سمت بالا می برد، در طی این عمل رنگ دانه ها بر اساس وزن و همچنین میزان جاذبه با کاغذ ***** از هم جدا میشوند.9. بعد از 30 الی 90 دقیقه ( یا تا زمانی که جدایی رنگ دانه ها به صورت مناسب و مشخص صورت گیرد ) نوارهای کاغذی در آورده و بگذارید تا خشک شوند.سوال :1. آیا تشخیص میدهید کدام رنگ دانه ها در نوارها حاضر هستند؟2. آیا فصلی که در آن ها برگ ها چیده شده اند روی میزان رنگ ها تاثیر دارد؟نکات : 1. برگ های اسفناج منجمد خورد شده را امتحان کنید.2. از انواع کاغذهای دیگر استفاده کنید.3. می توانید از الکل های دیگر مثل اتیل الکل و متیل الکل استفاده کنید.4.اگر کروماتوگرام شما کمرنگ بود دفعه ی بعد از برگ های بیشتر استفاده کنید و سعی کنید تا حد ممکن بسیار ریز خوردشان کنید تا رنگ دانه های بیشتری آزاد کنند.

 

 

لوازم مورد نیاز : برگ ها ، شیشه ی در پوش دار ، الکل پاک کننده ، ***** قهوه ، آب داغ ، ماهیتابه ی کم عمق ، لوازم آشپزخانه.

لینک به دیدگاه

کروماتوگرافی کاغذی (paper chromatoghraphy)

اطلاعات اولیه

انواع جداسازی‌های مختلف و ساده بر روی کاغذ به عنوان پیشروان کروماتوگرافی کاغذی توصیف شده‌اند. این سیستم معمولا به عنوان نمونه بارزی از سیستم تقسیمی در نظر گرفته می‌شود که در آن فاز ساکن آب است و به وسیله جذب سطحی بر روی مولکول‌های سلولز قرار می‌گیرد و مولکول‌های سلولز نیز به نوبه خود به وسیله ساختار الیافی کاغذ در وضعیت‌های ثابت نگه داشته می‌شود. امروزه ، به هر حال ، مشخص شده است که جذب سطحی اجزای فاز متحرک و حل شونده‌ها و اثرات تبادل یون نیز نقش‌هایی را ایفا می‌کنند و کاغذ به هیچ عنوان تنها به صورت تکیه گاه بی اثر نیست.

سیر تحولی رشد

روش پیشنهادی رانگ در سال 1850 و فرآیندی که آن را تجزیه موئینه‌ای می‌نامند، از جمله آنها می‌باشند. چنین روش‌هایی در واقع بیشتر شبیه کروماتوگرافی جذب سطحی بودند و کروماتوگرافی کاغذی به مفهوم فعلی ، گسترش سیستم تقسیمی است که به وسیله مارتین و سینج در سال 1941 ارائه شد. در سال 1944 کونسدن ، گوردن و مارتین اسیدهای آمینه و پپتیدهای موجود در محصول آبکافت ، پروتئین پشم را به وسیله روشی جدا کردند که در آن به جای ستون پودر از یک صفحه یا نوار کاغذی آویزان در داخل یک ظرف سرپوش‌دار استفاده شده بود.

کاربرد

در ابتدا کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مخلوط‌های مواد آلی به کار رفت. ولی بعد از آن ، عمدتا به وسیله برستال و پولارد و همکاران آنها ، برای جداسازی یون‌های معدنی به سرعت به کار گرفته شد. هم آنیون‌ها و هم کاتیون‌ها را به وسیله این روش می‌توان جدا کرد.

خصوصیت ویژه

یک خصوصیت ویژه روش کروماتوگرافی کاغذی این است که چیزی مربوط به محلول یا گاز خارج شده از ستون که در سیستم‌های معمول مایع یا گاز با آن برخورد می‌کنیم وجود ندارد. ترکیبات جدا شده روی کاغذ مکان‌یابی و شناسایی می‌شوند در نتیجه ، جداسازی به طور نسبتا دائم در روی کاغذ ثبت می‌شود. در این روش اجزای جدا شده جمع آوری نمی‌شوند و احتیاجی به وسایل پیچیده کنترل پیوسته نیست. اندازه گیری کمی ترکیبات جدا شده را می‌توان روی کاغذ انجام داد ولی اگر بخواهند اجرای را از کاغذ خارج کنند. تنها کار لازم این است که قسمت مربوط به هر یک از اجسام را از کاغذ ببرند و هر یک را به طور جداگانه بشویند.

طرح کلی روش

قطره‌ای از محلولحاوی مخلوطی که باید جدا شود را روی یک صفحه یا نوار کاغذ صافی در محل علامت گذاری شده قرار می‌دهند. در این محل ، قطره به صورت یک لکه حلقوی پخش می‌شود. وقتی که لکه خشک شده کاغذ را در یک ظرف مناسب سربسته طوری قرار دهند که یک سر آن در حلال انتخاب شده به عنوان فاز متحرک فرو رود. حلال از طریق الیاف کاغذ در نتیجه عمل موئینگی نفوذ می‌کند و نکته مهم این است که سطح کاغذ نباید کاملا به وسیله حلال پوشانده شود. زیرا در این صورت ، اصلا جدا سازی صورت نمی‌گیرد یا نواحی خیلی پخش می‌شوند.

 

وقتی که جبهه حلال مسافت مناسبی را طی کرد یا بعد از یک زمان از قبل تعیین شده ، کاغذ را از طرف بیرون آورده ، جبهه حلال را با علامتی مشخص می‌کنند و می‌گذارند تا صفحه خشک شود. وقتی که محل‌های مناطق جدا شده آشکار شدند لازم است که هر یک از اجسام به طور جداگانه شناسایی شوند. در موارد ایده‌آل ، هر جسم با واکنشگر مکان‌یاب ، رنگ مخصوصی می‌دهد که در مورد مواد معدنی بیشتر و درمورد مواد آلی کمتر مشاهده می‌شود. ساده‌ترین روش شناسایی بر اساس مقدار Rf یعنی نسبت فاصله طی شده به وسیله جبهه حلال است.

خارج کردن جسم ازکاغذ

روش‌های ارائه شده مستلزم به کارگیری یک واکنشگر مکان یاب شیمیایی برای تعیین محل لکه هستند، و لکه‌های رنگی اساس ارزیابی را تشکیل می‌دهند. بعضی اوقات می‌توان کمپلکس را شستشو داد و به وسیله روش رنگ سنجی تخمین زد، ولی اگر تغییر شیمیایی قابل قبول نباشد ماده تغییر نیافته را باید شستشو داد. عمل شستشو را می‌توان با وارد کردن تکه کاغذ در یک حلال ، به وسیله استخراج در یک دستگاه سوکسیله ، یا با استفاده از آرایش خاصی ، که در کاغذ یک جریان نزولی کروماتوگرافی ایجاد می‌نماید، انجام داد. برای جداسازی‌های معدنی تکه‌های کاغذ را می‌توان به صورت خاکستر در آورده ، باقیمانده‌ها را در اسید حل کرد. نتایج این روش به اندازه روش شستشو خوب نیستند. از اینرو محلول‌های به دست آمده را می‌توان به وسیله هر روش مناسبی تجزیه کرد، روش‌هایی که اغلب به دنبال روش‌های کروماتوگرافی به کار می‌روند عبارتند از رنگ سنجی و قطبش نگاری.

 

پیدا کردن یک روش کروماتوگرافی ، که بتواند به طور کمی تمامی اجزای یک مخلوط را جدا کند، مطلقا ضروری نیست. ارزیابی کمی فلزات با قطبش نگاری و ارزیابی کمی مواد آلی مشکل‌تر از فلزات است زیرا ، برای مواد آلی ، روش‌های موجود برای آزمایش محلول حاصل از شستشو محدودتر هستند. ارزیابی مواد آلی معمولا بر روی کاغذ صورت می‌گیرند و بنابراین ، لازم است که هر جسمی از اجسام دیگر به طور کمی جدا شود.

نقایص کروماتوگرافی کاغذی

· لکه‌های چند تایی :

در کروماتوگرافی یون‌ها فلزی ، اگر دارای آنیونی متفاوت از آنیون موجود در محلول اولیه باشد، ممکن است رقابتی بین آنیون‌ها برای یون فلزی وجود داشته باشد، که در نتیجه دو لکه به دست می‌آید که هر یک از آنها مربوط به یکی از نمکهای فلزی می‌باشد. ممکن است یون فلزی دو کمپلکس متفاوت با حلال ایجاد کند. در جدا سازی‌های آلی ، ممکن است جسم دو شکل متفاوت وجود داشته باشد. به عنوان مثال یک آمینو اسید می‌تواند به صورت کاتیون و یون دو قطبی باشد.

· دنباله دار شدن :

اگر مخلوط یه مقدار زیاد از حد روی کاغذ قرار داده شود، یا سرعت عبور حلال متفاوت باشد، جسم نمی‌تواند برای ایجاد یک لکه مجزا به تعادل برسد. در این صورت این لکه ، در سطح بزرگی از کاغذ پخش شده و از حلال در حال پیشروی عقب می‌ماند. دنباله‌دار شدن ممکن است به سبب اثرات جذبی سطحی تر ایجاد شود.

· اثرات لبه یا کناره :

لکه‌ها خیلی نزدیک به کنار نوار ، ممکن است در امتداد کنار کاغذ پخش شوند، عمل نفوذ ممکن است به علت بالا بودن غلظت موضعی فاز متحرک در آن ناحیه ، و یا به علت بالاتر بودن سرعت تبخیر حلال در کنار کاغذ ، که منجر به اثرات تقسیمی غیرعادی می‌شوند، باشد.

روش کمی کروماتوگرافی کاغذی

کاربرد کمی این روش نه تنها احتیاج به یک جداسازی کمی ، بلکه مکان‌یابی و ارزیابی کمی اجسام موجود نیز دارد. یک جداسازی کیفی رضایت بخش ، الزاما برای کار کمی مفید نیست. اندازه گیری کمی را می‌توان یا با سنجش مقدار جسم موجود در لکه روی کاغذ ، یا با خارج کردن جسم از کاغذ و تجزیه اجزای جدا شده به وسیله روش‌های کمی متداول انجام داد. لکه اولیه از نمونه مناسب روی کاغذ قرار می‌دهند، خشک کردن لکه باید تحت شرایط استاندارد زمان و دما صورت گیرد.

در تهیه حلال باید دقت زیادی روی نسبت‌های اجزای صورت گیرد، برقرار ساختن تعادل باید به طور استاندارد انجام گیرد، طول عبور حلال در تمامی نوبت‌ها یکسان باشد، در طول آزمایش ، دما باید ثابت بماند، و خشک کردن ورقه باید در یک زمان و دمای استاندارد انجام گیرد. واکنشگر مکان‌یاب (در صورت استفاده از لکه‌های رنگی) باید به طریق کاملا تکرارپذیر افزوده شود. و هر عمل بعدی ، مانند خشک کردن یا قراردادن در معرض بخار آمونیاک ، باید در مدت استاندارد انجام گیرد. مقدار جسمی که در یک جداسازی کروماتوگرافی باید روی کاغذ قرار گیرد، متغیر است.

موارد استعمال کروماتوگرافی کاغذی

· منابع علمی مربوط به روش‌های تجزیه‌ای و بررسی ترکیبات طبیعی نشان می‌دهد که کروماتوگرافی کاغذی در هر رشته‌ای کاربرد دارد. با این همه ، این روش هنوز هم در جداسازی‌های مواد با ماهیت زیستی وسیعترین کاربرد را دارد.

· کروماتوگرافی کاغذی اکثرا به عنوان یک وسیله تحقیقاتی به کار می‌رود، و به طور گسترده‌ای در تجزیه‌های روزمره مخصوصا در جداسازی‌های جدیدی که هیچ روش کلاسیک برای آنها وجود ندارد، نیز مورد استفاده قرار می گیرد. روش اخیر در مسائل کلینیکی و زیست شیمیایی ، جداسازی اسیدهای آمینه و پپتیدها در بررسی ساختارهای پروتئین کاربد دارد.

· آزمایش روزمره ادرار و سایر مایعات بدن برای اسید آمینه و قند ، جداسازی بازهای پورین و نوکلئوتیدها در آزمایش اسیدهای نوکلئیک ، جداسازی استرئیدها ، تجزیه عمومی ، تجزیه بسپارها ، تشخیص و ارزیابی فلزات در خاک ها و نمونه های زمین شناسی ، بررسی ترکیبات فنلی در عصاره های گیاهی ، جداسازی آلکالوئیدها ، جداسازی ترکیبات علامت دار به وسیله رادیو ایزوتوپ‌ها ، کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مواد فرار غیر فعال مانند هیدروکربن‌ها و دیگری جداسازی اسیدهای چرب با فراریت بیشتر مناسب نمی باشد.

کروماتوگرافی روش جزء به جزء کردن یک مخلوط براساس قطبیت مولکول ها می باشد.کروماتوگرافی شامل یک فاز متحرک(مخلوط) می باشد که می خواهیم جداسازی نماییم واین مخلوط دریک مایع ویا گاز حل شده است و ازروی یک فاز ساکن عبور می نماید اجسام موجود در مخلوط به علت قطبیت متفاوت با سرعت های مختلف ازروی فاز ساکن می گذرند .

 

سرعت حرکت هر جزء درمخلوط به چند عامل قطبیت بستگی دارد که مهمترین آنها یک جسم قطبی هم به حلال وهم به فازساکن جاذبه دارد جسمی که کندتر حرکت می کند بیشترین جاذبه رانسبت به فاز ساکن دارد.

 

کروماتوگرافی انواع گوناگون دارد ازجمله :

 

1- کروماتوگرافی ستونی :که برای جداسازی های فوق العاده حساس مانند جداسازی ویتامین ها ٬ پروتئین ها ٬ وهورمون هابه کار می رود. که باروش های دیگربه آسانی جدا سازی نمی شوند. در این روش فاز ساکن شامل یک ستون شیشه ای یاپلاستیکی است. که باماده ای نظیر آلومینیم اکسید ٬ کلسیم کربنات٬ منیزیم کربنات٬ زغال فعال شده٬ خاک رس٬ ژل ها و یا بسیاری ازترکیبات آلی دیگر پر شده است. اندازه ذرات فازساکن درگستره( 150 تا 200μm ) می باشد. فاز متحرک شامل مخلوط همراه بایک حلال مناسب است که ازبالای ستون اضافه می شود .

 

2-کروماتوگرافی یونی : دراین مورد ستون رااز رزین تبادل یون پر می کنند. بابه کاربردن رزین مناسب می توان یون های مثبت ویون های منفی راازهم جدانمود .

 

3- کروماتوگرافی کاغذی : دراین روش به جای ستون شیشه ای از نوارهای کاغذی درظرف سربسته استفاده می شود قطره ای ازمخلوط رابرروی کاغذ گذاشته وانتهای کاغذرادرحلال مناسب قرار می دهند حلال براساس خاصیت موئینگی درکاغذ نفوذ نموده وباعث جداسازی اجزاء مخلوط می شود بردیدن چگونگی این نوع کروماتوگرافی دراینجا کلیک نمایید.

 

۴- کروماتوگرافی لایه نازک: این تکنیک که غالبا درجداسازی مخلوطهای مواد زیست شناختی مختلف به کار می رود بعضی ازتکنیک واصول به کاررفته درکروماتوگرافی ستونی وکاغذی باهم تلفیق شده است .

5- روماتوگرافی گازی : یک تکنیک کروماتوگرافی برای تجزیه مایعات فرارومخلوط هایی ازگازهاو بخارات می باشد .گازهای که باید تفکیک شوند همراه با یک گاز بی اثر نظیر هلیم درفاز متحرک حمل می شود.

لینک به دیدگاه

انواع و روش‌های کروماتوگرافی

یکی از پرکاربردترین روش‌های جداسازی مواد در آزمایشگاهکروماتوگرافی است و در مواقعی که جداسازی به روش‌های دیگر ناممکن است به راحتیمی‌توان از این روش استفاده کرد، زیرا اختلافات‌های جزئی موجود در رفتار اجسام باعثتسهیل جداسازی در جریان عبور آن‌ها از یک سیستم کروماتوگرافی می‌شود‌. این روشبسیار ساده و سریع است به طور مثال آزمایشی که ممکن است با استفاده از روش ستونتقطیر چندین روز به طول بینجامد،می‌تواند به کمک کروماتوگرافی در عرض زمانی بسیارکوتاه انجام گیرد، وسایل مورد لزوم آن نیز ارزان قیمت است. مزیت دیگر روش‌های کروماتوگرافی این است که تنها مقدار بسیار کمی از مخلوط برای تجزیه لازم است به این دلیل روش‌های تجزیه‌ای مربوط به جداسازی مواد کروماتوگرافی می‌توانند در مقیاس میکرو و نیمه میکرو انجام گیرند.

کروماتوگرافی لغتی یونانی به معنی رنگ نگاری است که ترکیبی از دو واژه "کروما" به معنی رنگ و "گروفین" به معنی نوشتن است. در سال 1903 برای اولین بار از این روش جداسازی مواد رنگی استفاده شد که این کار توسط میخائیل‌سوئت انجام گرفت. اما امروزه از این روش برای جداسازی مواد بی رنگ چون گازها استفاده می‌شود. اساس کروماتوگرافی ، جذب سطحی مواد و توزیع آن‌ها در دو فاز است. در این روش جداسازی بر اساس حرکت نسبی دو فاز صورت می‌گیرد بدین ترتیب که یکی از فازها که فاز ساکن نامیده می‌شود بدون حرکت است و فاز دیگر فاز متحرک نام دارد. با عبور دادن فاز متحرک از داخل فاز ساکن جریانی به وجود می‌آید، در این حالت اجزای مختلف نمونه سرعت‌های حرکت مختلف دارند و جداسازی بر اساس همین اختلاف سرعت‌ها انجام می‌شود. فاز متحرک می‌تواند گاز یا مایع و فاز ساکن می‌تواند جامد یا مایع باشد. لازم به ذکر است که به علت انرژی جنبشی بالای مولکول‌های گازی، فاز ساکن را گاز قرار نمی‌دهند. اگر فاز ساکن جامد باشد، کروماتوگرافی جذب سطحی و اگر فاز ساکن مایع باشد کروماتوگرافی را تقسیمی می‌نامند. نوع دیگری از نام گذاری روش‌های کروماتوگرافی بر اساس ماهیت فاز متحرک و ماهیت فاز ساکن انجام می‌شود. که بدین ترتیب کروماتوگرافی به چهار بخش اصلی طبقه بندی می‌شود. نامی که در ابتدا آورده می‌شود بیان کننده ماهیت فاز متحرک و نام دوم بیان کننده ماهیت فاز ساکن است.

کروماتوگرافی مایع جامد (LSC)

در این روش جدا شدن بر اساس جذب سطحی یا تشکیل کمپلکس است. کروماتوگرافی LSC در واقع نوعی کروماتوموگرافی جذبی است که مواد بر اساس اختلاف در قابلیت جذب خود روی سطح جامد از یکدیگر جدا می‌شوند. این روش نیز به انواع مختلفی چون کروماتوگرافی جذب سطحی (برای جداکردن مواد شیمیایی غیر مشابه) ، کروماتوگرافی لایه نازک، کروماتوگرافی تبادل یونی و کروماتوگرافی ژلی تقسیم می‌شود.

کروماتوگرافیگاز جامد (GSC)

در این روش نیز اساس جداسازی جذب سطحی فاز گاز روی سطح جامد است که برای خالص سازی گازها اجسام فرار استفاده می‌شود.

کروماتوگرافی مایع مایع (LLC یا HPLC)

به دو گونه تقسیمی (برای جدا کردن مواد شیمیایی مشابه) و کاغذی استفاده می شود.

کروماتوگرافی گاز- مایع (GLC یا VPC)

کروماتوگرافی ستون مویین از این نوع است. در LLC و GLC ، مواد بر اساس توزیع بین دو فاز جدا می‌شوند. برای انتخاب نوع روش کروماتوگرافی ابتدا روش‌های ساده‌تر مانند کروماتوگرافی کاغذی و لایه نازک امتحان می شوند و اگر پاسخ گو نباشد به سراغ روش‌های پیچیده‌تر مانند روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HELC) می‌رویم.

حال به توضیح برخی روش های کروماتوگرافی می پردازیم:

کروماتوگرافی جذب سطحیدر این نوع کروماتوگرافی جداسازی بر مبنای تقاوت در جذب سطحی اجزای فاز متحرک و فاز ساکن صورت می‌گیرد. در کروماتوگرافی جذب سطحی، فاز متحرک مایع (حلالی مانند هگزان) و فاز ساکن جامد (مانند آلومین) است بنابراین نوع خاصی از کروماتوگرافی مایع – جامد محسوب می‌شود.

در این نوع جداسازی حلال(فاز متحرک) با عبور خود از میان ستون جامد (فاز ساکن) اجزای مخلوط را با خود حمل می‌کند. سرعت حرکت هر جزء‏ ، به میزان جذب سطحی آن بر روی ماده داخل ستون بستگی دارد. به این ترتیب سرعت ماده‌ای که کم جذب شده است بیشتر از ماده‌ای که زیاد جذب شده است خواهد بود و اجزایی که قابلیت جذب بالاتری دارند، در قسمت بالای ستون و اجسامی که قابلیت جذب کمتر دارند در قسمت‌های پایین ستون ، جذب خواهند شد. حال اگر اختلاف بین جذب‌های سطحی به حد کافی زیاد باشد، جداسازی مواد کامل انجام خواهد گرفت..

کروماتوگرافی لایه نازک این نوع کروماتوگرافی نمونه ‌ای از کروماتوگرافی جذب سطحی است که در آن، به جای اینکه ستون‌ها از جاذب پر شوند، آن را به صورت لایه نازک روی یک صفحه شیشه‌ای یا لایه پلاستیکی یا ورقه فلزی قرار می‌دهند. سایر اصول جداسازی مانند روش کروماتوگرافی جذب سطحی است.

کروماتوگرافی تبادل یونی

در این روش بین فاز متحرک (محلول) و فاز ساکن (جامد) به صورت برگشت پذیر یون مبادله می‌شود. جامد تشکیل‌دهنده فاز ساکن رزین نامیده می‌شود و پایداری مکانیکی و شیمیایی و یکنواختی اندازه ذرات از خصوصیات آن‌ها است. قالب این رزین‌ها بر پایه یک بسپار بزرگ (معمولا پلی استیرن) استوار است اما برخی از آن ها متکی بر اسید متا اکریلیک هستند، رزین‌ها به دو نوع تعویض کننده آنیونی و کاتیونی تقسیم می شوند. هر کدام از این تعویض کننده‌ها به نوع بازی ضعیف و قوی و اسیدی ضعیف و قوی تقسیم می‌شوند. می‌توان این روش را مانند کروماتوگرافی جذبی در نظر گرفت به گونه ای که رزین‌ها جایگزین جاذب شده باشند. رزین‌ها باید دارای گروه‌های مبادله کننده تک عاملی باشند و درجه اتصالات عرضی کنترل شده داشته باشند. گستره اندازه ذرات نیز باید تا آنجا که ممکن است کوچک باشد. با این روش کروماتوگرافی می‌توان محلول‌های رقیق را به خوبی جداسازی کرد.

کروماتوگرافی ژلیاین نوع کروماتوگرافی برای اولین بار در سال 1954 معرفی و در سال 1959 اصلاح شد. در این روش جداسازی‌های مبتنی بر الک کردن مولکولی بر روی اجسام بی‌بار در جریان مهاجرت الکترو اسمزی از داخل ژل‌ها انجام می‌شود. بدین ترتیب که جداسازی بر مبنای اندازه‌های نسبی مولکول ها انجام شده و از اصطلاح صاف کردن به وسیله ژل استفاده می‌شود. ژل استفاده شده در این روش باید بی اثر و پایدار باشد. فاز ساکن از یک قالب متخلخل تشکیل شده که منفذهای آن به وسیله حلالی که فاز متحرک را تشکیل داده پر شده است. از آنجا که اساس جداسازی بر این است که مولکول‌های بزرگ تر از حد وارد سوراخ‌ها نشده و به ترتیب جرم مولکولی از ستون خارج شوند و مولکول‌های کوچک تر بر حسب شدت نفوذشان سوراخ ها را پر کنند پس اندازه سوراخ بسیار مهم است. همچنین گرانروی نمونه نیز اهمیت زیادی دارد و نباید از دو برابر گرانروی شوینده بیشتر باشد. از دیگر عوامل مهم حجم نمونه است بدین ترتیب که هر چه حجم نمونه کمتر باشد، غلظت هر جزء در محلول خارج شده نیز کمتر خواهد بود.

کروماتوگرافی تقسیمی

در این روش که نمونه‌ای از کروماتوگرافی مایع- مایع است، شیوه کار بسیار شبیه به کروماتوگرافی جذب سطحی است و تفاوت این دو روش در ماهیت ماده پر شده در ستون است. همچنین حجم ظرفیت یک ستون تقسیمی، غالبا کوچک تر از ظرفیت یک ستون جذب سطحی بوده و گاهی این اختلاف خیلی زیاد است. فاز ثابت لایه ای از محلول است که روی سطح جامد ناصافی مانند سیلیکاژل قرار دارد و فاز متحرک مایعی غیر محلول در مایع اولی است. سرعت حرکت یک جزء از مخلوط تابع انحلال پذیری آن در فاز ساکن است یعنی جدا شدن اجزا بدین صورت است که اجسامی که بیشتر حل می‌شوند، کندتر از اجسامی که کمتر حل می‌شوند به طرف پایین ستون حرکت می‌کنند. در جریان عبور از ستون ، اجسام میان دو فاز تقسیم شده و جداسازی انجام می‌شود. در این روش ابتدا مخلوط اجسام به صورت یک نوار در ستون در می‌آید که علت آن جذب سطحی یا جذب به وسیله فاز ساکن است. و سپس از روش‌های دیگری برای جداسازی مواد استفاده می شود.

کروماتوگرافیکاغذی

کروماتوگرافی کاغذی نوع خاصی از کروماتوگرافی تقسیمی است که در آن صفحات کاغذی جای ستون پر شده را می‌گیرند. در این روش فاز ساکن آب است و به وسیله جذب سطحی بر روی مولکول های سلولز قرار می گیرد. مولکول‌های سلولز نیز به نوبه خود به وسیله ساختار الیافی کاغذ در وضعیت‌های ثابت نگه داشته می‌شود. در ابتدا کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مخلوط‌های مواد آلی به کار می رفت. اما امروزه برای جداسازی یون‌‌های معدنی استفاده می‌شود. به وسیله این روش هم آنیون‌ها و هم کاتیون‌ها را می‌توان جداسازی کرد.

برای انجام این روش قطره‌ای از محلول حاوی مخلوطی که باید جدا شود را روی یک صفحه یا نوار کاغذ صافی در محل علامت گذاری شده قرار می‌دهند. قطره به صورت یک لکه حلقوی در این محل پخش می‌شود. هنگامی که لکه خشک شده کاغذ را در یک ظرف مناسب سربسته طوری قرار می‌دهند که یک سر آن در حلال انتخاب شده به عنوان فاز متحرک فرو رود، حلال از طریق الیاف کاغذ در نتیجه عمل موئینگی نفوذ می‌کند. پس از گذشت زمان از قبل تعیین شده، وقتی حلال مسافت مناسبی را طی کرد، کاغذ را بیرون آورده و حلال را با علامتی مشخص می‌کنند. پس از خشک شدن صفحه وقتی محل های مناطق جدا شده آشکار شدند هر یک از اجسام به طور جداگانه شناسایی می‌شوند. در موارد ایده‌آل ، هر جسم با واکنش گر مکان یاب ، رنگ مخصوصی می‌دهد که در مورد مواد معدنی بیشتر و درمورد مواد آلی کمتر مشاهده می‌شود. ساده‌ترین روش شناسایی بر اساس مقدار Rf یعنی نسبت فاصله طی شده به وسیله جبهه حلال است.

از نقایص کروماتوگرافی کاغذی می‌توان به مواردی چون لکه‌های چند تایی ، دنباله دار شدن و اثرات لبه یا کناره اشاره کرد. این روش در جداسازی‌ مواد با ماهیت زیستی وسیع ترین کاربرد را داشته و در مسائل کلینیکی و زیست شیمیایی ، جداسازی اسیدهای آمینه و پپتیدها در بررسی ساختارهای پروتئین به کار گرفته می‌شود. آزمایش روزمره ادرار و سایر مایعات بدن برای اسید آمینه و قند، جداسازی بازهای پورین و نوکلئوتیدها در آزمایش اسیدهای نوکلئیک، جداسازی استرئیدها، تجزیه عمومی، تجزیه بسپارها، تشخیص و ارزیابی فلزات در خاک‌ها و نمونه های زمین شناسی، بررسی ترکیبات فنلی در عصاره های گیاهی، جداسازی آلکالوئیدها و جداسازی ترکیبات علامت‌دار به وسیله رادیو ایزوتوپ‌ها از دیگر کاربردهای کروماتوگرافی کاغذی است، البته توجه داشته باشید که برای جداسازی مواد فرار غیر فعال مانند هیدروکربن‌ها و دیگری جداسازی اسیدهای چرب با فراریت بیشتر این روش مناسب نیست.

کروماتوگرافیستون موییندر این روش که نوعی از کروماتوگرافی گاز- مایع محسوب می شود، لوله مویین بلندی وجود دارد که لایه نازکی از فاز ساکن داخل آن را پوشانده است. قدرت جداسازی ستون‌های مویین پنج برابر ستون‌های معمولی است و زمان جداسازی مواد در این روش کمتر است. همچنین از یک آشکارساز کوچک و حساس و یک تقسیم کننده خطی تشکیل شده تا عواملی چون تغییرات دما، سرعت عبور، اندازه نمونه و نسبت تقسیم تاثیری بر آن نداشته باشد. از آنجا که سرعت خارج شدن اجزای جدا شده بسیار بالا است، آشکارساز باید زمان پاسخ سریعی داشته باشد. البته ثبات‌های معمولی پتانسیل سنجی قادر به همگامی با علائم حاصل از آشکارساز نبوده و باید از دستگاه دیگری مانند یک نوسان کننده اشعه کاتد برای نمایش علائم می‌توان استفاده کرد.

لینک به دیدگاه
  • 8 ماه بعد...

مقدمه

دستگاه کروماتوگرافی یونی روشی سودمند برای اندازه‌گیری یونهای مختلف درنمونه‌های مختلف در صنعت، آزمایشگاهها، کلینکها، محیط زیست و ... می‌باشد. اصول این دستگاه بر مبنای جداسازی و اندازه‌گیری با دتکتور هدایت سنج می‌باشد که این دتکتور به همراه یک اتو ساپرسور حد تشخیص بسیار خوبی برای آنالیز یونها را دارا می‌باشد لذا بر این مبنا بسیاری از مزاحتمها در حین آنالیز حذف خواهد شد. این روش بسیار سودمند برای آنالیز یونهای کاتیونی و آنیونی معدنی می‌باشد چرا که هم زمان کمتر و همچنین از حد تشخیص بالاتری در مقایسه با سایر روشها برخوردار است. در بسیاری از موارد نظیر پایشهای محیط زیست در محیطهای آبی اندازه‌گیری نوترینتهایی همچون نیترات، فسفات و همچنین آنیونهایی نظیر برم، کلر، فلوئور، نیتریت و سولفات و کاتیونهایی همچون سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و باریم و ... بسیار حائز اهمیت می‌باشد. با استفاده از این دستگاه اندازه‌گیری این مواد براحتی و در زمان کمتری در مقایسه با شیمی تر صورت می‌گیرد. از دیگر کاربردهای این دستگاه به توانمندی آنالیز مقادیر کم آنیونهایی نظیر سولفات و نیترات در حضور بالای کلر در ترکیباتی نظیر شورابه می‌توان اشاره کرد.

 

مشخصات دستگاه

دستگاه کروماتوگرافی یونی موجود در مرکز تحقیقات فرآوری مواد معدنی ایران از کمپانی واترز (Waters) با متعلقات زیر می‌باشد:

 

 

 

سیستم پمپ و تزریق : مدل Alliance با اتو سمپلر 120 ویالی

این دستگاه دارای دو حالت ایزوکراتیک و گرادیان جهت شویش جریان حلال می‌باشد لذا در جداسازی ترکیباتی با ساختارهای مشابه نظیر ترکیبات نفتی بسیار سودمند خواهد بود. همچنین از سیستم تزریق خودکار برخوردار بوده که باعث حذف خطای عملیاتی می‌گردد.

 

 

 

 

دتکتورها

الف : دتکتور هدایت سنج با Auto Suppressor

با بکارگیری این دتکتور کلیه یونهای مختلف در مقادیر پس اندک مورد آنالیز کمی و کیفی قرار می‌گیرند. سیستم الکترونیکی این دتکتور باعث ایجاد حداقل نویز گردیده است. دقت و حساسیت دتکتورهای مزبور به حدی است که حتی با الیونتهای با ضرایب بسیار بالا میزان نویز های خط پایه به حداقل مقدار محسوس رسیده است.

 

ب : دتکتور UV

این دتکتور با دقت و صحت فوق‌العاده زیاد و با حداقل نسبت S/N در آنالیز کمی و کیفی بکار می‌رود. طراحی خاص سلهای این دتکتورها نماد شکست را بطور کامل از بین برده و همواره پیکهای متقارنی بدست می‌آید. دقت عمل آن تا حدود 0.001 AUFS کشیده شده که خود امتیاز فوق‌العاده‌ای است.

 

ج: دتکتور Refractive Index

با پیشرفته‌ترین و مدرن‌ترین مکانیسم کنترل حرارتی و عالی‌ترین طراحی اپتیکها با حداقل نسبت S/N، مقادیر بسیار اندک اجسام مختلف را با بالاترین دقت تحت آنالیز قرار می‌دهد. لذا ترکیباتی همچون کربوهیدراتها، قندها و فرآورده‌های قندی براحتی آنالیز می‌گردند.

 

د: دتکتور Electrochemical

در کروماتورگافی یونی با حساسیت بالا حتی آنیونهایی نظیر S2O32، OCL- ،S،2- SCN و CN- براحتی با این دتکتور آنالیز می‌شوند.

 

 

ستونهای کاتیونی، آنیونی و C18

 

 

 

نرم افزار Millennium 3.4

یکی از کاراترین نرم‌افزارهای کروماتوگرافی بوده که توانایی بسیار بالایی در پردازش داده‌ها دارد. با استفاده از این نرم افزار براحتی می‌توان داده‌ها را به فایلهای خروجی دیگر تبدیل و در مواقع مورد نیاز بدون استفاده از نرم افزار استفاده نمود.

 

 

پارامترهای قابل اندازه‌گیری

در حال حاضر و با توجه به نیاز مرکز ترکیبات زیر اندازه‌گیری می‌شوند

الف : آنیونها

کلر، برم، نیترات، فسفات، نیتریت، سولفات، ید، کربنات و بی‌کربنات و سایر آنیونهای دیگر

ب : کاتیونها

سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، باریم، آمونیوم و ...

 

توانایی دستگاه جهت اندازه‌گیری پارامترهای دیگر

این دستگاه با توجه به دارا بودن اکثر دتکتورها توانایی آنالیز ترکیباتی همچون موارد زیر را دارا می‌باشد:

 

آنالیز ترکیبات S2O32-، CL-، S2-، SCN، CN-

 

آنالیز کمی و کیفی کمپلکهایی نظیر AU(CN)2,4

 

آنالیز کمی و کیفی تریاتانول آمینها در مواد منفجره و صنایع پتروشیمی

 

آنالیز کمی و کیفی ترکیبات آروماتیک نفتی (PAHs)

 

آنالیز کمی و کیفی سموم کشاورزی و سورفکتانتها و ...

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...