Уважаемые заказчики! Оплатить наши услуги вы можете наличными в кассу учреждения либо банковским переводом на счет учреждения. Оплата банковскими картами не принимается.

Хроматография: просто о сложном

Хроматография.jpgХроматография – это метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на простом принципе удерживания компонентов смеси неподвижной фазой в зависимости от их сродства к ней.

Данный метод очень удобен для качественного (отвечающего на вопрос «есть ли?») и количественного (отвечающего на вопрос «сколько всего?») определения веществ, которых, как мы все знаем, огромное количество. Белки, витамины, жирные кислоты, ферменты, антибиотики, красители, пестициды и т.д. – все это вещества с различной структурой и свойствами. Какие-то из них не растворяются в воде, но растворяются в бензине; какие-то легко испаряются и неустойчивы при комнатной температуре, а другие, напротив, выдерживают нагрев до сотен градусов Цельсия. Некоторые встречаются в окружающей среде в очень малых количествах (нано- и пикограммы – 10-9 и 10-12 грамма), а некоторые распространены повсеместно. 

Многообразие встречающихся веществ определяет многообразие методов их обнаружения и классификации, а если вернуться к вопросу хроматографии – многообразие ее видов. Рассмотрим несколько основных хроматографических методов.

1. Колоночная хроматография
Это одна из самых «заслуженных» разновидностей метода, с которой, собственно, и началась история хроматографии. Используется для разделения различных смесей или отделения нужного вещества от ненужных. Аппарат для колоночной хроматографии — это стеклянная трубка на штативе, заполненная неподвижной фазой, в которую сначала вносится испытуемая смесь веществ, а затем растворитель-элюент. 

2. Бумажная хроматография/тонкослойная хроматография
В основу метода положен капиллярный эффект – свойство жидкостей двигаться в узких сосудах под воздействием сил поверхностного натяжения. В хроматографии узкими сосудами выступает множество мелких каналов в структуре бумаги (бумажная) или сорбента (ТСХ), нанесенного на специальную пластину. 
 Как это выглядит? На бумажную или ТСХ-пластину наносят исследуемый образец, затем пластину помещают в емкость с подвижной фазой (обычно это вещество, похожее по свойствам на этиловый спирт). Через некоторое время на пластине видны следы искомых веществ, которые как бы размазала по ней подвижная фаза. 
Далее происходит определение состава и свойств разделенных веществ.

Описанные выше два метода часто используются в учебных заведениях для наглядного объяснения сущности хроматографии из-за своей простоты и доступности.

3. Газожидкостная/газовая хроматография (ГХ)
Метод, в котором подвижной фазой выступает газ (гелий, азот, аргон, водород). 
Рецепт газового хроматографа прост. Возьмите тонкую пятиметровую трубку из стекла или специального металлического сплава. Согните трубку кольцами в спираль (можно и не сворачивать, но тогда дальше будет не очень удобно) и наполните неподвижной фазой (сорбентом). Поместите в термостат с регулируемой температурой (если бы не свернули, то в термостат было бы неудобно помещать) и подключите к газовой линии газа-носителя. Затем один конец трубки соедините с устройством обнаружения веществ (детектором), а к ее началу присоедините устройство для ввода проб. Всё, газовый хроматограф готов к употреблению.

Однако описанное выше устройство хроматографа достаточно устарело. В настоящее время используются более совершенные хроматографические системы: капиллярные кремниевые колонки диаметром 0,25 мм и длиной 30 м с фиксированной неподвижной фазой, сложные газовые редукторы и делители потока газов, роботизированные устройства ввода проб, высокопроизводительные термостаты и обширный спектр детектирующих устройств, подключенных к ПК со специальным программным обеспечением.

4. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)
Принцип метода такой же, как и у газовой хроматографии, за одним исключением – подвижной фазой выступает жидкость. 

Может возникнуть вопрос – почему высокоэффективная? Разве была низкоэффективная? Да, была. Можно сказать, что описанный выше метод колоночной хроматографии представляет собой низкоэффективную жидкостную хроматографию, т.к. в ней подвижная фаза двигается под воздействием силы тяжести и капиллярного эффекта. Во-первых, это долго (а значит, может быть, и скучно), во-вторых, это не позволяет хорошо разделить вещества в колонке, они двигаются как бы группами, и эффект разделения не так выражен. Что можно сделать, чтобы эффект стал более выраженным? Помочь жидкости течь через колонку, т.е. подключить ее к насосу. 

Таким образом, высокоэффективная жидкостная хроматография – метод, в котором подвижная фаза под давлением проходит через колонку, заполненную сорбентом, разделяя исследуемое вещество и «унося» его к детектору. 
ВЭЖХ-система чаще всего представляет собой набор модулей, состоящий из термостата с колонкой и блоком управления, особо точного насоса высокого давления, дегазатора (т.к. пузырьки газа в жидкости могут помешать правильному разделению веществ в колонке) и различных детекторов с красивыми названиями (спектрофотометр с диодной матрицей, флуориметр, рефрактометр, масс-спектрометр).

Описанные выше методы газовой и высокоэффективной жидкостной хроматографии являются наиболее популярными и повседневными лабораторными методами благодаря разнообразию определяемых ими веществ. Однако, это далеко не все существующие. К примеру, существуют также методы сверхкритической флюидной, аффинной, обратно-фазовой, двуразмерной, пиролитической газовой, противоточной, полевой хроматографии. Все перечисленные методы и огромное множество других достаточно специфичны и используются не так часто, в основном, в отраслевых лабораториях или для научных исследований.

Информацию подготовил химик-аналитик Чекрыгин П. А.