クロマトグラフィーとは何か、混合物を分離するためにどのように使用されるか、その相は何か、存在するタイプと例について説明します。
クロマトグラフィーとは何ですか？
クロマトグラフィーは 混合分離法 複合体、これはのさまざまなブランチで広く使用されています 理科。混合物の成分を定量化、識別、分離するために使用できます。これを行うには、選択的保持の原則を使用します。これは、コンポーネントのさまざまな動作で構成されます。 混合 特定の支持体（紙、気体、液体、樹脂など）および支持体を流れる液相または気相。
このように、クロマトグラフィーは、各成分の保持率の違いを利用するさまざまな技術を採用し、それらを分離、識別、および定量化することができます。
多くの場合、鍵 吸着 （とは異なります 吸収、 これは、ある相から別の相への成分の拡散を指します）、粒子が表面に保持されるプロセスを指す概念です。支持体への吸着速度の違いと混合物の成分のこの支持体への親和性に応じて、それらを分離し、次に定量化または同定することができます。
一般に、すべてのタイプのクロマトグラフィーは、多くの機器に依存します。 化学物質 と決定 テクノロジー。このため、クロマトグラフィー技術の操作を理解するために、いくつかの概念を知ることが重要です。
- 静止期。これは、クロマトグラフィーの実行中に動かないままになる物質です。
- 移動相。クロマトグラフィー中に移動する物質です。液体でも気体でもかまいません。分析物を含むサンプルは、移動相で投与されます。
- 分析物。それらは、クロマトグラフィーを使用して分離、定量化、および/または識別される物質です。つまり、分析される物質です。
- ショー。分析する混合物です。これは、1つまたは複数の分析物、および対象とならない可能性のある他のコンポーネントで構成することができ、そこから分析物が分離されます。
- 待ち時間。これは、分析対象物が移動相が通過するカラムまたはシステムから検出器（分析対象物の何らかの特性を使用して検出信号を提供できる機器）に到達するのにかかる時間です。
- 選択性。これは、ミックス内の各コンポーネントを区別する機能です。
- 溶離液また、クロマトグラフィーカラムを出るときの移動相も指します。
クロマトグラフィー法は、サンプルを固定相または移動相に接種することで構成されます（クロマトグラフィー技術のタイプによって異なります）。次に、たとえば、移動相がサンプルを含むものである場合、移動相は特定の固定相を通過します。
分析対象物の分離は、固定相と移動相の両方に対する各成分の親和性に依存します。それらの性質に応じて、いくつか 物質 それらは移動相と一緒に移動する傾向があり、他のものは固定相に留まる傾向があります。
クロマトグラフィーの種類
使用する技術、支持体の性質（固定相）および移動性物質（移動相）に応じて、次のタイプのクロマトグラフィーを区別できます。
- 紙のクロマトグラフィー。固定相は濾紙ストリップで構成されています。分析するサンプルは、紙の片方の端にドロップとして配置されます。次に、サンプルが配置される端が紙の底にあることを考慮して、紙片を移動相が配置されている容器に浸します。移動相は毛細管現象によって上昇し、サンプルを一緒にドラッグし、固定相への親和性に従って各成分を分離します。このタイプのクロマトグラフィーは、主にサンプルの各成分に 色 異なる場合は、それらを識別するために紙の色の表示を見ることができます。
- 薄層クロマトグラフィー。この手法の操作はペーパークロマトグラフィーの操作と似ていますが、この場合、固定相はガラスまたはアルミニウムプレートに極性樹脂（ほとんどの場合シリカゲル）を堆積させることによって構築されます。プレートの下端から1cmのところに一定量のサンプルを置きます。次に、このプレートを、移動相を含む容器に、サンプルを含む端を下に向ける必要があることに留意して、浸漬します。移動相は毛細管現象によって上昇し、サンプルの成分を分離します。
- カラムクロマトグラフィー。固定相は、他の材料の中でも特にガラスまたはステンレス鋼で作ることができるカラム内に配置されます。移動相は液体または気体にすることができます。サンプルはカラムの上部に配置され、移動相とともに下降します。 重力。したがって、カラムクロマトグラフィーは次のように分類できます。
一方、固定相と移動相の間の分析物の相互作用のタイプを考慮に入れると、次のタイプのクロマトグラフィーがあります。
- 吸着クロマトグラフィー。このタイプのクロマトグラフィーでは、固定相は固体ですが、移動相は液体です。固定相を形成する物質は、アルミナ（Al2O3）、シリカ（SiO2）、またはイオン交換樹脂（静電相互作用によって分析物が保持されるため、静電的に活性なサイトを持つマトリックス）です。移動相は、 溶媒 または溶媒の混合物。混合物の一部の成分は、他の成分よりも大きな力で保持され、このようにして分離が起こります。
- パーティションクロマトグラフィー。これは、固定相と移動相の溶解度または極性の違いにより、混合物からの分析物の分離が発生した場合に発生します。両方の相は非混和性の液体です。固定相の技術は進歩しており、この目的で使用される固体や樹脂に埋め込まれたさまざまな液体がすでに存在します。この意味で、固定相と移動相の極性に応じて、2種類のコルマトグラフィーがあります。
- 順相。固定相は極性で、移動相は無極性です。
- 逆相。固定相は無極性で、移動相は極性です。
- イオン交換クロマトグラフィー。固定相が固体であり、イオン化可能な官能基、つまり電荷を持っている場合、それらは分析物と電荷を交換することができます。それは次のように分類できます。
- 陽イオン交換クロマトグラフィー。固定相には負に帯電した官能基が含まれているため、陽イオン（正に帯電）を保持します。
- 陰イオン交換クロマトグラフィー。固定相には正に帯電した官能基が含まれているため、（負に帯電した）陰イオンが保持されます。
- サイズ排除クロマトグラフィー。固定相は、サイズに応じて分析物が溶出する多孔質材料です。このタイプのクロマトグラフィーでは、分析対象物と固定相の間に物理的または化学的相互作用のタイプはありません。より大きな分析対象物が最初に溶出します。つまり、固定相に保持されません。小さい分析対象物は固定相の細孔にトラップされ、移動（液体）相が通過するときにそのままになります。
の進歩とともに 知識 技術、クロマトグラフィー技術が完成し、混合物に存在する物質をより正確に分離、識別、定量化できるようになるたびに。高度なクロマトグラフィーの2つの例は、HPLC（高速液体クロマトグラフィー）とGC（ガスクロマトグラフィー）です。
- HPLC。これは一種のカラムクロマトグラフィーで構成されていますが、その移動相はカラム内の固定相を介して高圧で送液されます。高圧をかけると、固定相を通過する分析対象物の拡散が減少するため、作業時間が短縮されるだけでなく、より良い結果が得られます。
- GC。移動相は気体であり、固定相は固体または液体である可能性があります。サンプルは、キャリアガスがサンプルを輸送するためにガス状でなければならないため、クロマトグラフィーカラムに注入する前に揮発します。
クロマトグラフィーの例
クロマトグラフィーのアプリケーションのいくつかの日常的な例は次のとおりです。
- 白いテーブルクロスにこぼれたワイン。夕食時の事故で、ワインが乾くのを観察することができます。 空気、それを構成するさまざまな物質。それぞれが異なる色調や色で生地の白を染め、それらは別々に識別できますが、これは通常は不可能です。
- 血液検査。血液サンプルのクロマトグラフィーは、血液サンプルに含まれる物質を特定するために実行されることがよくあります。これは、非常に複雑な混合物であるため、通常は認識できません。これを行うために、血液がサポートに反射するか、または ライト 明確。
- 尿検査。血液のように、尿はさまざまな化合物、いくつかの固体および他の液体の混合物であり、その存在または不在は、体がどのように機能するかについての詳細を明らかにすることができます。クロマトグラフィーによる分離は、血液、塩、ブドウ糖、または違法な物質などの異常な残留物を検出するために実行できます。
- 犯罪現場のレビュー。私たちが映画でよく目にするもの：研究者は布、繊維、布、または他の支持体を取り、肉眼で見過ごされても、精液や血液など、それらにこぼれたさまざまな物質の付着による分離を観察します。
- 食品の衛生チェック。のスペシャリストが 食物 クロマトグラフィースペクトルにさらされたときの食品成分の反応を知っている場合、この手法を使用して、ある種の不適切な物質、微生物剤の生成物、またはある種の 汚染、彼の前に 製品 市場に行って入れます 危険 the 健康 人々から。