کروماتوگرافی ستونی یک روش تجزیه و تحلیل است که برای جداسازی و شناسایی ترکیبات مختلف در یک نمونه به کار می‌رود. از این روش به‌طور گسترده در تحقیقات علمی تا صنایع مختلف مانند داروسازی، شیمیایی، محیط زیست و مواد غذایی استفاده می‌شود. کروماتوگرافی ستونی به دلیل دقت بالا و قابلیت اعمال گسترده‌ای که دارد، یکی از محبوب‌ترین روش‌ها برای تجزیه و تحلیل ترکیبات در آزمایشگاه‌ها و صنایع مختلف است. از مزایای این روش می‌توان به سرعت، دقت، و قابلیت اطمینان آن اشاره کرد. در ادامه این مقاله به بررسی دقیق کروماتوگرافی ستونی و انواع مختلف آن می‌پردازیم.
کروماتوگرافی ستونی چیست؟
پیش از پرداختن به اینکه کروماتوگرافی ستونی چیست، بهتر است ابتدا با مفهوم کروماتوگرافی آشنا شویم. کروماتوگرافی به مجموعه‌ای از تکنیک‌های آزمایشگاهی گفته می‌شود که برای جداسازی مخلوط‌ها به کار می‌رود. در این روش، مخلوط حل شده در یک “فاز متحرک” از یک فاز ثابت عبور می‌کند. این عمل باعث جداسازی مولکول‌ها بر اساس تفاوت‌های آنها در ضریب تقسیم بین فاز متحرک و فاز ثابت می‌شود.
اما کروماتوگرافی ستونی چیست؟ یکی از روش‌های جذاب کروماتوگرافی، کروماتوگرافی ستونی است. این تکنیک به تفاوت قطبیت یا آبگریزی مولکول‌ها بستگی دارد و منجر به جداسازی ترکیبات می‌شود.
در کروماتوگرافی ستونی، مولکول‌ها بر اساس خواصشان جدا می‌شوند و این تکنیک برای خالص‌سازی ترکیبات بسیار موثر است. نوع و اندازهٔ ستون مورد استفاده، در جداسازی مولکول‌ها نقش حیاتی داشته و در برخی موارد می‌تواند به ویژگی‌های مولکولی مورد نظر بستگی داشته باشد.
اجزای کروماتوگرافی ستونی
اجزای یک سیستم کروماتوگرافی معمولی با استفاده از فاز متحرک گاز یا مایع عبارتند از:
فاز ثابت
به طور کلی یک ماده جامد است که خاصیت جذب خوبی دارد و باید برای جداسازی آنالیت‌ها مناسب باشد. نباید مانعی در جریان فاز متحرک ایجاد کند.
فاز متحرک و سیستم تحویل
این فاز از حلال‌هایی تشکیل شده است که فاز ثابت را تکمیل می‌کنند.
فاز متحرک به عنوان یک حلال، یک عامل توسعه دهنده (جداسازی اجزای نمونه را برای تشکیل نوارها ترویج می‌کند)، و یک عامل شستشو (برای حذف اجزایی از ستون که در طول آزمایش جدا شده اند) عمل می‌کند.
ستون
برای کروماتوگرافی مایع: طول 2-50 سانتی متر و قطر داخلی 4 میلی متر، ساخته شده با فولاد ضد زنگ
برای کروماتوگرافی گازی: 1-3 متر طول و 2-4 میلی متر قطر داخلی، ساخته شده با شیشه یا فولاد ضد زنگ
مواد یک ستون و ابعاد آن برای پشتیبانی از فاز ثابت و ارتقای جداسازی موثر بسیار حیاتی است. شما می‌توانید برای خرید انواع تجهیزات مختلف آزمایشگاهی و همچنین خرید کیت آزمایشگاهی به سایت آربن پژوه مراجعه کنید.
سیستم انژکتور
مسئول تحویل نمونه‌های آزمایشی به بالای ستون در یک الگوی تکرار پذیر می‌باشد.
آشکارساز و ضبط کننده نمودار
این یک رکورد پیوسته از حضور آنالیت‌ها در مایع شستشو به هنگام خروج از ستون را ارائه می‌دهد. تشخیص به اندازه گیری یک پارامتر فیزیکی (مانند جذب مرئی یا UV) متکی است.
در ضبط کننده نمودار، هر آنالیت جدا شده با یک قله نشان داده می‌شود. یک کلکتور در پایین در انتهای پایین ستون قرار داده شده است تا آنالیت‌های جدا شده را جمع آوری کند.
عملکرد کروماتوگرافی ستونی
کروماتوگرافی ستونی یک تکنیک گسترده‌استفاده در شیمی برای جدا کردن و تصفیه مخلوط‌های ترکیبات بر اساس خواص مختلف آنها مانند اندازه، قطبیت و حلالیت است. این تکنیک بر اصل پارتیشن‌بندی تفاوتی میان مواد بین فاز تثبیت‌شده و فاز متحرک کار می‌کند. در ادامه عملکرد کروماتوگرافی ستونی را شرح می‌دهیم:
راه‌اندازی:
کروماتوگرافی ستونی معمولاً شامل یک ستون شیشه‌ای یا پلاستیکی است که حاوی یک فاز استوانه‌ای جامد و یک فاز متحرک (معمولاً حلال مایع) می‌باشد. فاز تثبیت‌شده اغلب شامل پودری ریز یا مواد ژله‌ای مانند ژل سیلیکا یا آلومینا است که درون ستون بسته شده‌اند.
اعمال نمونه:
مخلوط قابل جدا شدن که شامل ترکیبات مختلفی است، در حجم کوچکی از حلال مناسب حل می‌شود و با دقت در بالای ستون اعمال می‌شود. نمونه با استفاده از پیپت بر روی ستون بارگذاری می‌شود و یک لکه یا باند کوچکی روی فاز تثبیت‌شده ایجاد می‌کند.
شستشو :
فرآیند جداسازی زمانی آغاز می‌شود که فاز متحرک (حلال) به ستون وارد شود. حلال توسط نیروی جاذبه یا با استفاده از پمپ از طریق ستون به پایین جریان می‌یابد. همانطور که حلال به سمت پایین ستون حرکت می‌کند، با مخلوط نمونه تعامل می‌کند. همچنین در این مراحل از دی کلرومتان نیز استفاده می‌شود.
جداسازی :
ترکیبات مختلف در نمونه با فاز ثابت و متحرک برهمکنش متفاوتی دارند. ترکیباتی که میل ترکیبی بالاتری برای فاز ساکن دارند، آهسته تر در ستون حرکت می‌کنند، در حالی که آنهایی که میل ترکیبی بیشتری برای فاز متحرک دارند، سریعتر حرکت می‌کنند.
جمع‌آوری فراکشن:
همانطور که ترکیبات در ستون حرکت می‌کنند، به نوارهای مجزا جدا می‌شوند. این نوارها با ترکیبات مختلف در مخلوط مطابقت دارند. بخش‌ها از پایین ستون معمولاً با استفاده از لوله‌های آزمایش یا سایر مخازن مخصوص،جمع آوری می‌شوند.
تجزیه و تحلیل:
پس از جمع‌آوری کلیه فراکشن‌ها، آنها می‌توانند با استفاده از روش‌های مختلفی مانند اسپکتروسکوپی یا کروماتوگرافی، برای شناسایی و سنجش ترکیبات جدا شده تجزیه و تحلیل شوند. پژوهشگران می‌توانند سپس فراکشن‌های حاوی ترکیبات خالص مورد توجه را انتخاب کنند.
عوامل کلیدی که بر جداسازی در کروماتوگرافی ستونی تأثیر می‌گذارند شامل انتخاب فاز تثبیت‌شده، نوع و ترکیب فاز متحرک، نرخ جریان فاز متحرک و خواص ترکیبات مورد جداسازی می‌باشد.
کاربردهای کروماتوگرافی ستونی
کروماتوگرافی ستونی یک تکنیک چندکاره و قدرتمند است که معمولاً در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی برای وظایفی مانند ایزوله کردن محصولات طبیعی، تصفیه ترکیبات سنتز شده و تجزیه ترکیبات پیچیده استفاده می‌شود. اثربخشی آن بستگی به تعامل‌های تفاوتی بین ترکیبات و فازهای تثبیت‌شده و متحرک درون ستون دارد. برخی دیگر از کاربردهای آن شامل:
- کروماتوگرافی ستونی برای جداسازی مواد فعال به کار می‌رود.
- در جداسازی مخلوط ترکیب‌ها بسیار کمک‌کننده است.
- از آن برای تعیین اندازه دارو از فرمولاسیون دارو استفاده می‌شود.
- برای حذف آلاینده‌ها استفاده می‌شود.
- برای جداسازی متابولیت‌ها از مایعات بیولوژیکی استفاده می‌شود.
انواع کروماتوگرافی ستونی
کروماتوگرافی ستونی انواع مختلفی دارد که هر یک ویژگی های خاص خود را در برمی‌گیرند:
- کروماتوگرافی ستون جذبی -تکنیک جداسازی که در آن ترکیباتی که قرار است جدا شوند (املاح) روی سطح جاذب حفظ یا جذب می‌شوند (فاز ساکن).
- کروماتوگرافی ستونی تقسیمی – بر اساس واریانس در ضریب تقسیم اجزای جداگانه مخلوط است، جایی که فاز ساکن و فاز متحرک هر دو در حالت مایع هستند.
- کروماتوگرافی ستونی ژل – در اینجا، جداسازی از طریق یک ستون مملو از ژل و دارای یک فاز ثابت متخلخل انجام می‌شود. همچنین به آن کروماتوگرافی حذف اندازه نیز گفته می‌شود
- کروماتوگرافی ستونی مبادله یونی – اساس آن بر بار مولکول ها متکی است. جداسازی زمانی انجام می‌شود که مولکول ها به فاز ثابت با بار مخالف جذب شوند.
- کروماتوگرافی گازی (GC)
- کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)
نتیجه‌گیری
همانطور که در این مقاله به آن پرداختیم، کروماتوگرافی ستونی یک روش آزمایشگاهی است که برای جداسازی و تجزیه‌کردن ترکیبات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش معمولاً برای تجزیه و تحلیل ترکیبات شیمیایی در آزمایشگاه‌های علوم شیمی و بیولوژی استفاده می‌شود. در صورت تمایل برای خرید انواع تجهیزات آزمایشگاهی، شرکت آرین پژوه یکی از گزینه‌های معتبر برای شما است. این شرکت به عنوان یکی از ارائه‌دهندگان معتبر تجهیزات آزمایشگاهی، محصولات با کیفیت و متنوعی را در اختیار مشتریان قرار می‌دهد. به وبسایت شرکت آرین پژوه مراجعه کرده و از محصولات با کیفیت و خدمات مناسب آنها بهره مند شوید.
