کروماتوگرافی چیست؟

کروماتوگرافي راهي است براي تشخيص اجزا در ابعاد نانومتري، با دقتي در حد و اندازة مولکولي و مدت⁯ها پيش از شکل⁯گيري فناوري نانو، براي شناسايي مواد به کار مي⁯رفت. اگر چند مولکول با هم داشته باشيم، کروماتوگرافي تشخيص مي⁯دهد غلظت آنها چقدر است. اساس کار کروماتوگرافي جداسازي اجزاي مخلوط با استفاده از سرعت متفاوت حرکت مولکول⁯هاي مختلف در محيط يکسان و با انرژي اولية مشابه است. دستگاه⁯هاي کروماتوگرافي پيشرفته، ميليون⁯ها مولکول مختلف را در يک ميلي⁯متر مخلوط به⁯راحتي شناسايي ميکنند و پژوهشگران فناوري نانو ميتوانند به کمک اين روش⁯ها قسمت عمدهاي از مشکلات خود را در شناسايي مواد مورد استفاده رفع کنند.
کروماتوگرافي به عنوان يکي از روش⁯هاي آزمايشيِ کارآمد در نانو فناوري، شامل چند روش است: کروماتوگرافي کاغذي، کروماتوگرافي ژلي و کروماتوگرافي گازي از جمله روش⁯هايي هستند که در اينجا با آنها آشنا ميشويم. دقت کنيد که زمان، عامل کنترل ما بر انتخاب ذراتي است که با سرعت⁯هاي مختلف در محيط کروماتوگرافي توزيع مکاني مييابند.
ريشة لغويِ کروماتوگرافي
در زبان يوناني chroma به معني رنگ و grophein به معني نوشتن است.
اطلاعات اوليه
کروماتوگرافي پُرکاربردترين شيوة جداسازي تجزيهاي است که در تمام شاخههاي علوم به کار مي⁯رود. کروماتوگرافي گروه گوناگون و مهمي از روشهاي جداسازي را شامل ميشود و امکان ميدهد تا اجزاي سازندة نزديک به همِ مخلوطهاي کمپلکس را جدا، منزوي و شناسايي کند. بسياري از اين جداسازيها به روشهاي ديگر ناممکن است.
سير تحولي رشد
اولين روشهاي کروماتوگرافي در سال 1903 توسط ميخائيل سوئت ابداع و نامگذاري شد. او از اين روش براي جداسازي مواد رنگي استفاده کرد.ريچارد لارنس و جان آرچر در سال 1952 به پاس اکتشافاتشان در زمينة کروماتوگرافي جايزة نوبل گرفتند.
توصيف کروماتوگرافي
کروماتوگرافي را به علت اينکه دربرگيرندة سيستمها و تکنيکهاي مختلفي است نميتوان به طور مشخص تعريف کرد. اغلب جداسازيها بر مبناي کروماتوگرافي و بر روي مخلوطهايي از مواد بيرنگ از جمله گازها صورت ميگيرد.
کروماتوگرافي متکي بر حرکت نسبي دو فاز است. يکي از اين فازها بدون حرکت است و فاز ساکن ناميده ميشود و ديگري را فاز متحرک مينامند. اجزاي يک مخلوط به وسيلة جرياني از يک فاز متحرک از داخل فاز ساکن عبور داده ميشوند و جداسازي بر اختلاف در سرعت مهاجرت اجزاي مختلف نمونه استواراست.
مثال
اگر به طور ساده بخواهيم عمل کروماتوگرافي را انجام دهيم، يک ليوان حاوي آب را برمي⁯داريم و يک قطره جوهر در آن مي⁯چکانيم. سپس تکه⁯کاغذي را برمي⁯داريم و قسمتي از آن را در ليوان آب قرار مي⁯دهيم. پس از مدتي مشاهده مي⁯شود که جوهر از کاغذ بالا مي⁯رود و پخش مي⁯شود.

برای مشاهده شبیه سازی کروماتوگرافی کلیک کنید
روشهاي کروماتوگرافي
روشهاي کروماتوگرافي، بر حسب ماهيت فاز متحرک و سپس بر حسب ماهيت فاز ساکن، ممکن است جامد، مايع و گاز باشند. بدين ترتيب، فرآيند کروماتوگرافي به چهار بخش اصلي تقسيم ميشود. بايد گفت که اگر فاز ساکن، مايع باشد کروماتوگرافي را تقسيمي مينامند.
انواع کروماتوگرافي
هر يک از 4 نوع اصلي کروماتوگرافي انواع مختلفي دارد:
کروماتوگرافي مايع ـ جامد
• کروماتوگرافي جذب سطحي
• کروماتوگرافي لاية نازک
• کروماتوگرافي تبادل يوني
• کروماتوگرافي ژلي
کروماتوگرافي گاز ـ جامد
کروماتوگرافي مايع ـ مايع
• کروماتوگرافي تقسيمي
• کروماتوگرافي کاغذي
کروماتوگرافي گاز ـ مايع
• کروماتوگرافي گاز ـ مايع
• کروماتوگرافي ستون موئين
مزيت روش⁯هاي کروماتوگرافي
روش⁯هاي کروماتوگرافي ميتوانند جداسازيهايي را که به روش⁯هاي ديگر خيلي مشکل⁯اند، به انجام برسانند. زيرا اختلاف جزئي موجود در رفتار جزئي اجسام، در جريان عبور آنها از يک سيستمِ کروماتوگرافي چند برابر ميشود.
هر چه اين اختلاف بيشتر شود، قدرت جداسازي بيشتر و براي انجام جداسازي نياز کمتري به وجود اختلافات ديگر خواهد بود.
• مزيت کروماتوگرافي نسبت به ستون تقطير اين است که به⁯آساني ميتوان به آن دست يافت. با وجود اينکه ممکن است چندين روز طول بکشد تا يک ستون تقطير به حداکثر بازده خود برسد، ولي يک جداسازي کروماتوگرافي ميتواند در عرض چند دقيقه يا چند ساعت انجام گيرد.
• يکي از مزاياي برجستة روش⁯هاي کروماتوگرافي اين است که آنها آرام هستند. به اين معني که احتمال تجزية مواد جداشونده به وسيلة اين روشها در مقايسه با ساير روشها کمتر است.
• مزيت ديگر روشهاي کروماتوگرافي اين است که تنها مقدار بسيار کمي از مخلوط براي تجزيه لازم است. به اين علت، روش⁯هاي تجزيهاي مربوط به جداسازي کروماتوگرافي ميتوانند در مقياس ميکرو و نيمه ميکرو انجام گيرند.
• روشهاي کروماتوگرافي ساده، سريع و وسايل مورد لزوم آنها ارزان هستند. اجزاي مخلوط⁯هاي پيچيده را به کمک اين روش⁯ها مي⁯توان از يکديگر جدا کرد.
مواد انواع کروماتوگرافي
مواد شيميايي مشابه کروماتوگرافي تقسيمي
مواد شيميايي غير مشابه کروماتوگرافي جذب سطحي
گازها و اجسام فرّار کروماتوگرافي گازي
مواد يوني و معدني کروماتوگرافي تبادل يوني در ستون
کروماتوگرافي کاغذي يا لايه نازک
مواد يوني و غير يوني الکتروفوز ناحيهاي
مواد زيستي و ترکيباتي با جرم مولکولي نسبي بالا کروماتوگرافي تبادل يون يا ژلي
انتخاب بهترين روش کروماتوگرافي
انتخاب نوع روش کروماتوگرافي بجز در موارد واضح (مانند کروماتوگرافي گازي در جداسازي گازها) عموماً تجربي است. زيرا هنوز هيچ راهي براي پيشبيني بهترين روش براي جداسازي اجسام، مگر در چند مورد ساده وجود ندارد.
در ابتدا روشهاي سادهتري مانند کروماتوگرافي کاغذي و لايه نازک امتحان ميشوند. در صورتي که با اين روش⁯ها مستقيماً قادر به جداسازي باشند، جداسازي را بايد به وسيلة آنها صورت داد. در غير اين صورت، از روشهاي پيچيدهتر استفاده ميشود.
کروماتوگرافي مايع با کارايي بالا (HELC)، وقتي که روشهاي ساده فاقد کارايي لازم هستند، ميتواند جوابگو باشد.

منابع و توضیحات:
- برگرفته از دانشنامه رشد