Säulenchromatographie

Was ist die Säulenchromatographie?

Der Säulenchromatographie Es ist eine Technik, die die Trennung der Komponenten einer Substanzenmischung ermöglicht, um die Reinigung eines bestimmten Substanz zur Identifizierung, Charakterisierung oder Verwendung zu erreichen.

Die Säulenchromatographie hat zwei Phasen: eine stationäre Phase und eine mobile Phase. Die stationäre Phase kann in einer festen oder flüssigen Phase gefunden werden und die Substanzen, die getrennt werden sollen.

Der Verschlechterung der Farben zeigt, dass die Substanzen aufgrund ihrer Variablen Affinitäten in der stationären Phase unterschiedlich Eluzieren: Die bläuliche Substanz ist diejenige, die unter der stärksten Retention darunter litt. Quelle: максир ф & & unktion, cc von 2.0, über Wikimedia Commons

Die mobile Phase hingegen bewegt sich während der Chromatographie und ermöglicht die Trennung der Mischkomponenten. Die mobile Phase findet sich in einem flüssigen oder gasförmigen Zustand und interagiert mit Substanzen in der Ähnlichkeitschromatographie in ihren Polaritäten.

Die Säulenchromatographie ist eine vielseitige Technik mit zahlreichen Anwendungen in verschiedenen Branchen sowie in der Medizin. Daher haben sich ständig chromatographische Techniken entwickelt: Dies ist der Fall der SO -genannten Hoch -Auflösung Flüssigchromatographie (HPLC).

HPLC ermöglicht die Analyse in kürzester Zeit zahlreiche Substanzen, da alle Stadien des Prozesses automatisiert sind. Zum Beispiel ist es sehr nützlich in Symphinen für Arzneimittelqualitätsanalysen, bei denen täglich viele Proben analysiert werden sollten.

Wir haben auch eine Chromatographie durch Ausschluss der Größe, die, wie der Name schon sagt, auf der Größe der Moleküle und nicht so sehr auf ihren Polaritäten basiert. Diese Technik wird verwendet, wenn sie erforderlich ist, um Gemische von Pigmenten, Harzen, Asphalt, Biomolekülen usw. zu trennen., Das unterscheidet sich nicht zu sehr in ihrer chemischen Natur.

Arten von Säulenchromatographie

Es gibt verschiedene Arten von Chromatographie, die in Säule, Glasstruktur oder anderen Materialien durchgeführt werden, normalerweise in Form von geraden Röhrchen. Zu den Arten von Säulenchromatographie gehören Folgendes:

• Absorption oder Säule.
• Flüssig-Flüssig-Partition.
• Ionenaustausch.
• Ausschluss nach Größe.
• Gas.
• Hochauflösende Flüssigkeit (HPLC).
• Affinität.

Grundlagen und Materialien

Laborsäulenchromatographie

Adsorption oder Säulenchromatographiechromatographie

Diese Chromatographie hat die gleichen Prinzipien wie feine Schichtchromatographie, basierend auf der Verwendung einer soliden stationären Phase der polaren Natur (Aluminiumoxid- oder Sylica -Gel) und einer mobilen Phase, die aus einem nicht -polaren Lösungsmittel im flüssigen Zustand besteht.

Die in einer Misch von Substanzen vorhandenen polaren Substanzen interagieren mit der polaren stationären Phase und werden dadurch adsorbiert. Darüber hinaus haben sie wenig Affinität zum nicht -polaren Lösungsmittel der mobilen Phase.

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In der Zwischenzeit können niedrige Polaritäts Substanzen aufgrund ihrer Polarität leicht von ihrer Vereinigung mit der stationären Phase getrennt werden. Dies ermöglicht es ihnen, in größerem Maße mit der nichtpolaren mobilen Phase zu interagieren und von ihr vertrieben zu werden.

Flüssig-Flüssig-Partitionschromatographie

Dieser Begriff wird verwendet, um eine Art Chromatographie zu benennen, in dem sich die stationäre Phase und die mobile Phase in einem flüssigen Zustand befinden. Die stationäre Phase ist eine polare Flüssigkeit, die feste Stütze durchdringt, normalerweise inert Silica. Und die mobile Phase entspricht einer nicht -polaren Flüssigkeit.

Diese Phasenanordnung in der Partitionschromatographie wird als normale Phase bezeichnet, während die nicht -polare Flüssigkeit das Kieselsäure, das die stationäre Phase bildet, in der umgekehrten Phase bezeichnet wird.

Ionenaustauschchromatographie

In dieser Art von Chromatographie wird die stationäre Phase elektrisch aufgeladen. Wenn Ihre Belastung positiv ist, behält sie Anionen (-); Und wenn die Last negativ ist, für die Kationen (+).

Sie werden häufig als stationäre Phasenamin, Sulfonsäure, Diatom, Cellulose und Sephadex verwendet (erhalten von Dextrano). Diese letzten Materialien werden zu einer positiven Belastung hinzugefügt, z.

Sie können auch eine negative Belastung durch Vereinigung der Carboxymethylgruppe (CM) hinzugefügt werden, um CM-Cellolose oder CM-Sephadex zu bilden, die als kationische Austauscher fungieren.

Die vorhandenen elektrostatischen Wechselwirkungen in dieser Art von Chromatographie können mittels pH -Modifikationen und der ionischen Kraft der Flüssigkeit reguliert werden, die die mobile Phase bildet.

Proteine ​​sind ein neutraler oder grundlegender pH-Wert, der normalerweise negativ geladen ist und mit der positiven Belastung der Deae-Cellolose und des Deae-Sephadex interagiert. Durch die Verringerung des pH -Werts der mobilen Phase können Proteine ​​jedoch positiv werden und mit der positiven Ladung der stationären Phase aufhören zu interagieren.

Mit dieser experimentellen Strategie können Sie die verschiedenen in einer Mischung vorhandenen Proteine ​​trennen.

Sie werden auch in Ionenaustauschchromatographie anorganischen Verbindungen wie Aluminilicatos (Zeolithen) verwendet.

Größenausschlusschromatographie

Diese Art von Chromatographie basiert auf der Existenz von Partikeln, die in darin enthaltene Kanäle vorhanden sind, die die Zirkulation einer Substanz mit geringer Größe und niedrigem Molekulargewicht durch sie ermöglichen. In der Zwischenzeit können größere Substanzen die Kanäle nicht überqueren und von ihnen ausgeschlossen werden.

Obwohl es seltsam erscheint, bewegen sich größere Substanzen leichter durch die mobile Phase als die von kleinerer Größe, da sie nicht in den Kanälen der in der Chromatographie verwendeten Partikel zurückgehalten werden. Unter diesen Partikeln befinden sich der Zeolith und der Sepaadex.

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Der sogenannte Sepadex wurde von der Pharmacia Company aus dem Dextran Polysaccharid erstellt. Es gibt viele Arten von Sephadex, deren Verwendung basierend auf der molekularen Größe oder dem Gewicht der Substanzen ausgewählt wird, die sich trennen sollen.

Gaschromatographie

In dieser Chromatographie deckt die stationäre Phase die Wand der Säulen ab oder füllt ihr Innenraum, während die mobile Phase ein inertes Gas ist: Stickstoff oder Helium. Die Chromatographiesäulen bestehen aus Glas oder Metall; Obwohl sie derzeit enge Formen von Kapillaren haben, deren Wände mit Kieselsäure beschichtet sind.

Chromatographiespalten haben eine Länge zwischen 1 Meter und 100 Metern, wobei die Säulen in einem Ofen sind, der Temperaturen mehr als 300 ° C liefern kann. Die in der Chromatographie verwendeten Substanzen müssen flüchtig sein, da sie während der Chromatographie verdampfen müssen.

Die Substanzen verdampfen von der Oberfläche der stationären Phase nach ihrem Siedepunkt. Die Verdunstung von Substanzen erfolgt abhängig von der Erhöhung der Ofentemperatur und ermöglicht es, dass Substanzen ihren Siedepunkt nacheinander erreichen können.

Sobald sein Siedepunkt erreicht ist.

Die Gaschromatographie -Technik ist grundsätzlich analytisch und nicht vorbereitend. Das heißt, es wird normalerweise nicht verwendet, um eine bestimmte Substanz zu erhalten.

Hochauflösende Chromatographie (HPLC)

Die HPLC -Fundamente ähneln denen, die als Säulen- oder Adsorptionschromatographie bezeichnet werden, aber der Unterschied besteht darin.

HPLC -Säulen haben eine Länge zwischen 15 und 25 cm und einen Innendurchmesser von 0.46 cm. Sie bestehen normalerweise aus Edelstahl. Die stationäre Phase wird durch sehr kleine Silica -Partikel gebildet, die ein polares Merkmal haben.

Normale Phase

In der normalen HPLC -Phase wird normalerweise ein nichtpolares Lösungsmittel als mobile Phase verwendet, normalerweise Hexan. Polare Substanzen interagieren mit Kieselsäure und Trigly entstehen aus Chromatographie -Säulen. In der Zwischenzeit haben nichtpolare Substanzen eine größere Affinität zu nicht -polaren Lösungsmitteln, sie interagieren nicht mit Silica -Partikeln und entstehen daher schnell aus den Säulen.

Umkehrphase

In der sogenannten Rückwärtsphase werden polare Silica -Partikel durch Zugabe einer Kohlenwasserstoffkette von 8 bis 18 Kohlenstücken in Nichtpolar umgewandelt. In der mobilen Phase wird ein polares Lösungsmittel gebildet, das durch eine Mischung aus Methanol und Wasser gebildet wird.

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Polare Substanzen interagieren nicht mit modifizierten Silica -Partikeln (nicht polar), sondern mit dem polaren Lösungsmittel, sodass sie die Chromatographie -Säule schnell verlassen und mit dem Vorhandensein von ultraviolettem Licht zu einem Nachweissystem gebracht werden können.

Affinitätschromatographie

Diese Chromatographie basiert auf der Wechselwirkung einer bestimmten Substanz mit einem Liganden dafür, der auf eine Unterstützung befestigt ist, die agarös, dextrano, cellulose usw. sein kann. Affinitätschromatographie ist eine Technik zur Trennung und Reinigung von Molekülen mit einer biologischen Funktion.

Die Affinitätschromatographie -Technik ermöglicht die Reinigung eines Proteins unter Verwendung eines spezifischen Antikörpers, der auf eine Unterstützung fixiert ist, die die stationäre Phase ausmacht. Kupfer, Kobalt und Nickel werden als Ligand verwendet, um Proteine ​​zu erhalten, die die Histidin -Aminosäure enthalten.

Diese Technik zur DNA- und RNA -Reinigung wird auch verwendet, wobei eine Nukleinsäure mit einer komplementären Basensequenz verwendet wird. Die an seinem Ligand gebundene Substanz kann durch Modifizierung des pH -Werts oder der Ionenkraft der als mobilen Phase verwendeten Lösung getrennt werden.

Anwendungen

Die Säulenchromatographie ist eine Technik, die zur Trennung einer Substanz von einer Mischung aus ihnen verwendet wird, für verschiedene Zwecke oder Ziele. Zum Beispiel: Die Diagnose eines Problems, einer Arzneimittelidentifikation, der Erlangung einer Substanz usw.

Adsorptionschromatographie wird zur Eliminierung von Substanzverunreinigungen, bei der Isolierung von Metaboliten biologischer Flüssigkeiten, zur Bestimmung der Lebensmittel schädlicher organischer Säuren usw. verwendet.

Hochauflösende Flüssigchromatographie ist eine Technik, die zahlreiche Verwendungszwecke hat, darunter: beim Nachweis von Antibiotika, Beruhigungsmitteln, Steroiden oder anderen pharmakologischen Interessen; Bei der Identifizierung von Schadstoffmitteln wie Pestiziden, Herbiziden, Phenolen usw.

Gaschromatographie wird in der Untersuchung vieler flüchtiger Substanzen verwendet. Es wird in der Pharmaindustrie in der Arzneimittelanalyse wie Aspirin, Ibuprofen und Paracetamol verwendet. Zusätzlich zur Identifizierung im Urin von Dopingmitteln wie Amphetaminen, Kokain, LSD, Cannabis usw.

Größenausschlusschromatographie und Affinitätschromatographie werden hauptsächlich bei der Isolierung und Reinigung biologischer Makromoleküle wie Protein und Nukleinsäuren verwendet.

Und schließlich wird die Ionenaustauschchromatographie zur Reinigung von Proteinen und Polypeptiden verwendet.

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