Хроматография

Хроматография представляет собой метод разделения разных смесей на составные части и изучения их свойств. В основе метода лежит различие в способности веществ к прохождению через слой поглотителя в системе фаз, которые не смешиваются и находятся в движении относительно друг друга. Таким образом, вещества распределяются между подвижной и неподвижной фазами. Неподвижная фаза может быть твердой либо жидкой, она связана на инертном носителе. Подвижная фаза, т.е. элюент, может иметь жидкую или газообразную форму.

История возникновения и развития метода

Метод хроматографии был разработан русским ботаником Михаилом Цветом еще в 1901 году во время работы в Варшавском университете. Чтобы отделить пигменты растительного происхождения, он применил колонку, наполненную карбонатом кальция. Впервые о данном методе Михаил Цвет рассказал на XI-ом Съезде естествоиспытателей и врачей, который проходил в конце декабря 1901 года в Санкт-Петербурге. Уже в 1903 году его первая печатная работа была издана в журнале «Труды Варшавского общества естествоиспытателей». Непосредственно термин «хроматография» появился в печатных трудах М. Цвета, которые были опубликованы в немецком журнале, в 1906 году.

С 1910 по 1930 года ученые позабыли о данном методе, поэтому он не получил развития. В 1931 году ученые Е. Ледерер, А. Винтерштейн и Р. Кун воспользовались хроматографией для выделения α- и β-фракций в виде кристаллов из сырого каротина. Именно благодаря этому была раскрыта ценносать метода.

В 1941 году учеными Р.Л.М. Сингом и А.Дж.П. Мартином былразработан новый вид хроматографии, основанный на разнице в показателях распределения веществ, которые необходимо разделить. Этот метод был назван «распределительной хроматографией». Впоследствии в 1952 году им присудили Нобелевскую премию в области химии за открытие данного метода.

В 1947 году Ф. Шемякин, Т. Гапон и Е. Гапон изобрели метод ионообменной хроматографии.

Во второй половине ХХ столетия и до нынешнего времени хроматография получила существенное развитие, теперь она является одним из самых популярных аналитических методов. Эксперты отмечают, что хроматография считается одним из 20 наиболее успешных открытий прошлого века, поскольку благодаря этому методу наука, техника, промышленность получили новый толчок в развитии.

В настоящее время хроматография является выдающимся методом не только качественного, но и количественного анализа различных смесей, которые имеют в своем составе сложные вещества. Посредством данного метода можно выделить вещества в их чистом виде.

Также хроматография занимает существенную долю в научном приборостроении.

Хроматография и ее классификация

Различают несколько вариантов классификации данного метода.

По состоянию фаз хроматография делится на следующие виды:

  • Жидкостная – в данном случае используется жидкая подвижная фаза. Этот вид метода в зависимости от того, в каком состоянии находится неподвижная фаза, подразделяется на твердо-жидкофазную хроматографию (ТЖК) и жидко-жидкофазную хроматографию (ЖЖК).
  • Газовая – предполагает применение газообразной подвижной фазы. В зависимости от агрегатного состояния неподвижной фазы газовую хроматографию подразделяют на газожидкостную (газораспределительную) хроматографию (ГЖХ) и газоадсорбционную хроматографию (ГАХ).

По способу движения сорбатов вдоль слоя сорбента хроматографию делят на такие виды, как:

  • Проявительный – проба анализируемой смеси вводится в начальной точке (вход в колонку) в сорбент (разделительную насадку). Зона пробы движется вдоль колонки, при этом скорость движения отдельных элементов смести находится в обратно пропорциональной зависимости от показателей констант распределения, которые им соответствуют.
  • Фронтальный – смесь, которую требуется разделить, непрерывным потоком поступает на слой сорбента в начальной точке, выполняя, тем самым, функцию подвижной фазы.
  • Электрохроматография – в этом случае заряженные частицы двигаются под воздействием электрического поля.
  • Вытеснительный – принцип данного метода имеет сходство с проявительным методом, но при проведении вытеснительной хроматографии жидкая фаза не используется.

По характеру процесса, который способствует распределению сорбатов между неподвижной и подвижной фазами, хроматография подразделяется на следующие виды:

  • адсорбционная,
  • ионообменная,
  • распределительная,
  • аффинная,
  • эксклюзионная,
  • распределительная.

По механизму сорбции различают следующие виды хроматографии:

  • молекулярная,
  • ионообменная,
  • хемосорбционная,
  • ситовая.

В зависимости от процесса проведения метод делится на:

  • колончатую (в колонке размещена неподвижная фаза);
  • плоскостную, которая в свою очередь бывает бумажной и тонкослойной);
  • хроматографию в полях;
  • капиллярную (деление смеси выполняется в слое сорбента либо в пленке определенной жидкости, которые располагают на стенке внутри трубки).

По цели выполнения анализа хроматографию подразделяют на:

  • аналитическую,
  • промышленную,
  • препаративную,
  • полупрепаративную.

В зависимости от рабочего давления различают хроматографию низкого ультразвукового и высокого давления.

Области использования метода хроматографии

Вряд ли какой-либо метод сможет составить конкуренцию хроматографии относительно универсальности использования и степени эффективности. На самом деле хроматография может быть применена и для анализа содержимого всего одной живой клетки, и для анализа атмосферы различных планет, находящихся в Солнечной системе.

Наибольшее значение метод имеет для пищевой, химической, газовой, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и некоторых других отраслей производства. Прежде всего, он не заменим при создании благоприятного режима производства, а также при осуществлении технологического контроля, контроля качества сырья, материалов и готовой продукции. Немаловажен метод для определения водных и газовых сбросов, которые образуются в процессе производства.

Хроматографы применяются в органах санэпиднадзора, экологических центрах, в ветеринарных, токсикологических лабораториях, в лабораториях судмедэкспертизы и т.д.

В биотехнологии метод хроматографии успешно используется с целью выделения различных вирусов (ящура, бешенства, гриппа, энцефалита). Также он необходим для производства инсулина и некоторых белков в промышленных масштабах. С его помощью очищают вакцины. Посредством хроматографии осуществляется промышленное выделение таких ценных веществ, как антибиотики, сапонины, гистоны, интерлейкин-2 человека, ДНК.

Хроматография нашла свое место и в геологических разведках. Она помогает ученым искать регионы, где присутствует газ, нефть, полезные ископаемые.

В области энергетики хроматография приносит пользу при осуществлении анализов воды на АЭС и ТЭС. Также метод позволяет определить способность природного газа к образованию тепла.

Даже в искусстве и археологии хроматография нашла свое место. Этот метод позволяет изучать старые покрытия, краски, бальзамы. При помощи хроматографии можно даже датировать донные отложения и найденные при проведении археологических раскопок останки. У ученых появилась отличная возможность узнать о прошлом, которое было миллион лет назад, чего нельзя было сделать посредством радиоуглеродного метода.

Огромное значение придается хроматографии, как методу контроля качества продуктов питания. Метод используется для анализа белков, жиров, углеводов, витаминов, органических кислот. Степень безопасности продуктов оценивается при помощи выделения в них подсластителей, консервантов, красителей, и других веществ, вредных веществ (нитрозаминов, пестицидов, токсинов плесневых грибов). Также хроматография помогает определить степень свежести продукта, выявить его порчу еще на раннем этапе, определить стадию порчи и возможные сроки хранения. В продуктах из мяса выявляют наличие анаболических стероидов, различных фармпрепаратов, которыми могут злоупотреблять производители. Спиртные напитки подвергаются анализу при помощи газового хроматографа, благодаря которому в спирте выявляются различного рода примеси.

Хроматография успешно применяется в медицине для диагностики патологий. К примеру, осуществляется контроль биохимических метаболитов и маркеров, необходимый для скрининга населения и обнаружения опасных болезней. Хроматография позволяет подтвердить наличие ряда специфических заболеваний, определить степень эффективности проводимого лечения либо установить противопоказания, также с его помощью врач может предположить прогноз терапии, выявить возможность развития рецидива болезни. Иногда, чтобы диагностика заболевания была достоверной, требуется определение метаболического профиля большого количества компонентов. В других случаях достаточно установить уровень малого количества биохимических маркеров. В качестве маркеров могут выступать как маленькие, так и большие молекулы, а именно аминокислоты, нуклеозиды, стероиды, витамины, катехоламины, липиды, ферменты и другие. Профиль здорового человека имеет существенные отличия от профиля заболевшего. Исследование биологических жидкостей с помощью хроматографии позволяет установить характер распределения лекарственных средств в тканях организма человека, определить степень терапевтического эффекта применяемых препаратов и скорость их выведения. Таким образом, можно изучить процессы метаболизма.

При расследовании преступлений хроматография используется для обнаружения наркотиков, алкоголя в организме, отравляющих веществ, в том числе и медпрепаратов.

Судебная экспертиза также применяет хроматографию для решения своих задач. Так, например, данный метод дает возможность установить способ поджога, подделку горюче-смазочных материалов. Также данным методом анализируется биологический материал человека, полученный при раскрытии преступления, а именно кровь, моча, волосы, слюна, потовые выделения, образцы тканей и прочее.

Новости и пресс-релизы
Hielscher Ultrasonic представляет универсальные ультразвуковые гомогенизаторы для практического применения и проведения научных исследований
Hielscher Ultrasonic представляет универсальные ультразвуковые гомогенизаторы для практического применения и проведения научных исследований
21.09.2017
Ультразвуковой гомогенизатор модели VialTweeter используется для достижения совершенных результатов в процессах, к которым предъявляются повышенные требования в части точности и чистоты конечного продукта.
В R&D-лаборатории «Биохимик» выпустили первую российскую субстанцию
В R&D-лаборатории «Биохимик» выпустили первую российскую субстанцию
14.08.2017
В ходе визита на производственную площадку ПАО «Биохимик» в Саранске врио главы Республики Мордовия была произведена первая в регионе отечественная субстанция. Разработкой и лабораторным выпуском этой субстанции ознаменовался первый этап выполнения работ ГК «Фармконтракт» по реконструкции и обновления парка лабораторного оборудования «инновационного» корпуса завода.
Инновационные системы охлаждения Arctiko – ультранизкая температура гарантирована
Инновационные системы охлаждения Arctiko – ультранизкая температура гарантирована
07.08.2017
Хранение образцов отдельных особо ценных химических веществ в фармацевтике, уникальных образцов тканей, клеток, ДНК – сложная задача, учитывая необходимость поддерживать низкую температуру в течение длительного временного периода.

Оборудование в лизинг

Расходные материалы для аналитического и технологического оборудования

Фото компании
Фармконтракт - Лабораторное оборудованиеФармконтракт - Лабораторное оборудованиеФармконтракт - Лабораторное оборудованиеФармконтракт - Лабораторное оборудованиеФармконтракт - Лабораторное оборудование