از کروماتوگرافی گازی و مایع چه می‌دانید؟
کروماتوگرافی یک تکنیک تجزیه و تحلیل است که در آزمایشگاه‌ها و صنایع مختلف برای جداسازی و تفکیک اجزاء مختلف یک نمونه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تکنیک بر اساس تفاوت در حرکت یا تعامل مواد با یک فاز متحرک و یک فاز ساکن صورت می‌گیرد. در اینجا به مختصر به برخی اصول و کاربردهای کروماتوگرافی اشاره می‌شود:
پیشنهاد ویژه: آنالیز مواد شیمیایی توسط کارشناسان مجرب و متخصص
اصول کلی کروماتوگرافی
در کروماتوگرافی، نمونه ابتدا در تعامل با یک فاز متحرک (ممکن است گاز یا مایع باشد) قرار می‌گیرد. سپس این ترکیبات تحت تأثیر یک فاز ساکن قرار می‌گیرند که ممکن است یک جامد یا مایع باشد. تفاوت در تعامل با این دو فاز منجر به جداسازی ترکیبات مختلف می‌شود.
کروماتوگرافی انواع مختلفی دارد، از جمله کروماتوگرافی گازی (GC) که از گاز به عنوان فاز متحرک استفاده می‌کند، و کروماتوگرافی مایع (LC یا HPLC) که از مایع به عنوان فاز متحرک استفاده می‌کند.
کروماتوگرافی در حوزه‌های مختلف از جمله داروسازی، صنایع غذایی، زیست‌شناسی، پزشکی، علوم زمین، محیط زیست و صنایع نفت و پتروشیمی استفاده می‌شود. این روش به دلیل قابلیت جداسازی دقیق و تحلیل کمیتی مواد، در تحقیقات و صنایع مختلف بسیار ارزشمند است.
مزایای کروماتوگرافی
کروماتوگرافی یک روش تجزیه و تحلیل قدرتمند است که در زمینه‌های مختلف تحقیقاتی به کار می‌رود. مزایای این روش عبارتند از:
۱. جداسازی دقیق: کروماتوگرافی امکان جداسازی دقیق ترکیبات مختلف یک نمونه را فراهم می‌کند، که این امر در تحلیل و شناسایی مواد بسیار حیاتی است.
۲. تحلیل کمیتی: این روش قابلیت تحلیل کمیتی مواد را فراهم می‌کند، که به اندازه‌گیری دقیق غلظت و میزان وجود مواد در یک نمونه کمک می‌کند.
۳. کاربردهای گسترده: همان طور که پیش‌تر گفتیم کروماتوگرافی در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارد.
۴. کنترل کیفیت: در صنایع مختلف، از جمله صنایع غذایی و داروسازی، کروماتوگرافی برای کنترل کیفیت محصولات استفاده می‌شود.
۵. آشنایی با ترکیبات: این روش به ما اجازه می‌دهد تا ترکیبات مختلف در یک نمونه را شناسایی کنیم و به دقیق ترین حالت ممکن تحلیل کنیم.
۶. کاربرد در پژوهش‌های علمی: در تحقیقات علمی، کروماتوگرافی به عنوان یک ابزار بسیار ارزشمند در تجزیه و تحلیل مواد استفاده می‌شود.
مجموعه‌ای از این مزایا باعث محبوبیت و استفاده گسترده این روش علمی ـ آزمایشگاهی در حوزه‌های مختلف می‌شود.
پیشنهاد ویژه: آشنایی با لیست مواد شیمیایی برند ROMIL
کاربردهای کروماتوگرافی
کروماتوگرافی یک تکنیک تجزیه و تحلیل مهم است که در حوزه‌های مختلف، کاربردهای فراوانی دارد. در ادامه به توضیح کاربردهای اصلی این روش می‌پردازیم:
۱. داروسازی: کروماتوگرافی در صنعت داروسازی برای جداسازی و شناسایی مواد مختلف در فرآورده‌های دارویی و تحقیق و توسعه داروها به کار می‌رود.
۲. شیمی تجزیه: در آزمایشگاه‌های شیمی تجزیه‌ای، از کروماتوگرافی برای تجزیه و تحلیل اجزای مختلف یک نمونه استفاده می‌شود.
۳. صنعت مواد غذایی: در کنترل کیفیت مواد غذایی، کروماتوگرافی برای تشخیص و اندازه‌گیری مواد مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۴. علوم زیستی: در بیوشیمی و ژنتیک مولکولی، این تکنیک برای جداسازی و شناسایی دی ان ای (DNA)، پروتئین‌ها، و سایر مولکول‌های زیستی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۵. شناسایی مواد مخدر: کروماتوگرافی در افشای و شناسایی مواد مخدر در نمونه‌های مختلف، از جمله خون، ادرار، و بافت‌ها استفاده می‌شود.
۶. محیط زیست: در مطالعات محیط زیست، کروماتوگرافی به عنوان یک ابزار مهم برای تحلیل آلودگی هوا، آب، و خاک به کار می‌رود.
۷. صنعت نفت و گاز: در تحلیل مواد نفتی و گازی، کروماتوگرافی جهت جداسازی و تعیین ترکیبات مختلف از جمله هیدروکربن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۸. علوم مواد و پلیمر: در بررسی ترکیبات مواد و پلیمرها، کروماتوگرافی به عنوان ابزار اساسی برای تحلیل و شناسایی استفاده می‌شود.
کروماتوگرافی گازی (GC)
کروماتوگرافی گازی یکی از پرکاربردترین روش‌های تجزیه و تحلیل شیمیایی است که برای جداسازی و شناسایی مواد در خلوص بالا به کار می‌رود. این روش بر پایه جذب مواد در فاز ساکن ثابت و تفکیک آن‌ها با گذراندن یک جریان گاز حامل از فاز متحرک به دست می‌آید.
مراحل کار کروماتوگرافی گازی
۱. نمونه به داخل دستگاه تزریق می‌شود.
۲. نمونه توسط گاز حامل به داخل ستون کروماتوگرافی منتقل می‌شود.
۳. اجزای نمونه با توجه به تمایلشان به فاز ساکن و متحرک با سرعت‌های مختلف در ستون حرکت می‌کنند.
۴. اجزای جدا شده از ستون خارج شده و توسط آشکارساز شناسایی و اندازه‌گیری می‌شوند.
۵. نتایج به صورت کروماتوگرام نمایش داده می‌شوند.
انواع کروماتوگرافی گازی
۱. کروماتوگرافی گاز- جامد: در این روش فاز ساکن یک جامد جاذب است.
۲. کروماتوگرافی گاز- مایع: در این روش فاز ساکن یک مایع غیر فرار است.
۳. کروماتوگرافی گازی دو بعدی: در این روش از دو ستون با فازهای ساکن متفاوت استفاده می‌شود.
کروماتوگرافی مایع (LC)
کروماتوگرافی مایع تکنیکی برای جداسازی مخلوطی از مواد است که بر اساس تعاملات مختلف آن‌ها با دو فاز نامحلول است (فاز ساکن و فاز متحرک)؛ فاز ساکن یک ماده جامد یا مایع است که به یک تکیه گاه متصل شده است. فاز متحرک مایعی است که از طریق فاز ساکن جریان می‌یابد.
مراحل کار کروماتوگرافی مایع
۱. نمونه ای که باید جدا شود در فاز متحرک حل می شود و سپس از طریق فاز ساکن تزریق می‌شود. ۲. اجزای مختلف نمونه با سرعت‌های متفاوتی از طریق فاز ساکن حرکت می‌کنند که بر اساس تعاملات آن‌ها با فاز ساکن و فاز متحرک است.
۳. اجزایی که به طور ضعیف با فاز ساکن تعامل دارند به سرعت از طریق آن حرکت می‌کنند، در حالی که اجزایی که به طور قوی با فاز ساکن تعامل دارند به آرامی حرکت می‌کنند.
۴. اجزای مختلف نمونه در نهایت از فاز ساکن خارج می‌شوند و توسط یک آشکارساز شناسایی می‌شوند.
۵. آشکارساز سیگنالی را تولید می‌کند که می‌تواند برای شناسایی کمیت هر یک از اجزای نمونه استفاده شود
انواع کروماتوگرافی مایع
۱. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC): این رایج ترین نوع کروماتوگرافی مایع است. از یک پمپ برای عبور فاز متحرک از طریق یک ستون پر از فاز ساکن با فشار بالا استفاده می‌کند.
۲. کروماتوگرافی مایع با کارایی پایین (LPLC): این نوع کروماتوگرافی مایع از پمپ برای عبور فاز متحرک از طریق ستون پر از فاز ساکن استفاده نمی‌کند.
۳. کروماتوگرافی مایع گازی (GPLC): این نوع کروماتوگرافی مایع از گاز به عنوان فاز متحرک استفاده می‌کند.
۴. کروماتوگرافی مایع فوق بحرانی (SFC): این نوع کروماتوگرافی مایع از سیال فوق بحرانی به عنوان فاز متحرک استفاده می‌کند.
مقایسه کروماتوگرافی گازی و مایع
کروماتوگرافی گازی و کروماتوگرافی مایع دو روش متداول برای جداسازی و شناسایی ترکیبات شیمیایی هستند. هر دو روش بر اساس تعامل اجزای نمونه با فاز ساکن و فاز متحرک کار می‌کنند، اما در نوع فازها و نحوه جداسازی تفاوت‌های کلیدی دارند:
۱. در فاز متحرکِ کروماتوگرافی گازی از گاز بی‌اثر مانند هلیوم یا نیتروژن به عنوان فاز متحرک استفاده می‌شود. اما در فاز متحرکِ کروماتوگرافی مایع از مایع مانند آب، متانول یا اتانول به عنوان فاز متحرک استفاده می‌شود.
۲. در فاز ساکن کروماتوگرافی گازی از جامد جاذب مانند سیلیکاژل یا کربن فعال استفاده می‌شود. در کروماتوگرافی مایع از جامد جاذب یا روش تبادل یونی به عنوان فاز ساکن استفاده می‌شود.
از سویی دیگر در کروماتوگرافی گازی جداسازی بر اساس فراریت و تمایل ترکیبات به جذب در فاز ساکن انجام می‌شود.
و در کروماتوگرافی مایع جداسازی بر اساس قطبیت و تمایل ترکیبات به جذب در فاز ساکن انجام می‌شود.
و لازم به ذکر است که کروماتوگرافی گازی مناسب برای جداسازی و شناسایی ترکیبات فرار مانند هیدروکربن‌ها، حلال‌ها و گازها است و کروماتوگرافی مایع مناسب برای جداسازی و شناسایی ترکیبات غیر فرار مانند داروها، پروتئین‌ها و پلیمرها است.
در پایان
کروماتوگرافی برای جداسازی ترکیبات مختلف از یکدیگر استفاده می‌شود. این تکنیک در حوزه‌های مختلفی همچون داروسازی، صنایع غذایی، زیست‌شناسی، پزشکی، علوم زمین، محیط زیست و صنایع نفت و پتروشیمی کاربرد دارد. در این روش از تفاوت‌های فیزیکی مواد تشکیل دهنده نمونه بهره می‌برند و توسط روش‌های فیزیکی این مواد را از هم جداسازی می‌کنند.