كروماتوجرافيا
الكروماتوجرافيا أو الاستشراب، هي طريقة لفصل وتنقية المواد الكيميائية المختلطة. تعتمد الطريقة على أن مكونات المخلوط توزع نفسها بنسب مختلفة بين مكوني نظام ثنائي أحدهما متحرك والآخر ثابت. يمكن تصنيف طرق الكروماتوجرافيا المختلفة على أساس مكونات النظام الثنائي ، فمثلا كروماتوجرافيا الصلب-سائل تستخدم مكونا صلبا كالسيليكا أو الألومينا وأوراق الترشيح ومكونا سائلا متحركا كأي مذيب كالماء أو المذيبات العضوية. وكروماتوغرافيا الصلب-غاز تستخدم سائلا مدمصا على صلب كمكون ثابت وأحد الغازات كمكون متحرك.
لاكتشاف
نشأت فكرة التحليل الكروماتوجرافي على يد العالم الروسي تسويت سنة 1901م عندما حاول فصل الصبغات النباتية الملونة ، ولهذا أعطاها اسم الكروماتوجرافي (كلمة chroma باللغة اللاتينية معناها لون) إلا أن هذه الطريقة تتبع الآن هذه الطريقة تتبع بنجاح في فصل جميع المواد غير الملونة من مخاليطها سواء الصلبة أو السائلة أو الغازية.
أنواع التحليل الكروماتوجرافي
يمكن تقسيم الكروماتوجرافي حسب نوع القوى المسؤولة عن الفصل التي تتوقف بدورها على الدعامة أو الصنف الثابت المستخدم إلى ثلاثة أنواع:
[b]
* كروماتوجرافيا الامتزاز
* كروماتوجرافيا التوزيع
* كروماتوجرافيا التبادل الأيوني
كروماتوجرافيا الامتزاز
وفي هذا النوع تكون القوى المسؤولة عن فصل مكونات الخليط هي قوى الامتزاز, حيث تمتز مكونات الخليط المختلفة بدرجات متفاوتة باستخدام صنف ثابت له خاصية الامتزاز مثل كربونات الكالسيوم أو السيليكاجل . ففي كروماتوجرافيا الطبقة الرقيقة تنقط عينة من الخليط على مادة السيليكاجلالتي تغطي صفيحة زجاجية على شكل طبقة رقيقة , ثم يتصاعد المذيب من المستودع إلى أعلى هذه الطبقة وبعد مروره بموضع العينة فإن مكونات الخليط المختلفة تتحرك خلال طبقة السيلكاجل بمعدلات مختلفة بحيث المكونات الممتزة أكثر تتحرك أبطأ والنتيجة هي فصل النقطة الأصلية إلى مجموعة نقاط كل منها يحتوي على أحد المكونات
هو أقدم الطرائق، ويتلخص مبدؤه بما يلي: عند وضع محلول بتماس جسم صلب متمزز للمنحل solute يتثبت جزء من هذا الأخير على الجسم الصلب، وذلك نتيجة لحدوث توزع partition وقيام توازن يتوقف بصورة خاصة على شدة التمزز ومدى قابلية انحلال الجسم المنحل. ولتحقيق ذلك عملياً يصب مزيج الأجسام المراد فصلها منحلة في مذيب مناسب (الماء، الكحول) في قمة عمود شاقولي هو أنبوب مفتوح مُلئ بمسحوق جسم صلب اختياراً مناسباً (حجر كلسي، ألومين، طَلْق)، فيسيل المذيب الذي لم يتمززه الجسم الصلب إلى أسفل العمود، في حين يحتجز كل من الأجسام المنحلة على مستوى يزداد انخفاضه بنقصان شدة تمززه، وهكذا تتكون حلقات متوضعة بعضها فوق بعض . ويمكن زيادة المسافة الفاصلة بين الحلقات بإضافة سائل هو الشاطف الذي ينقل الحلقات نحو الأسفل بحله الأجسام المتمززة. فمجموعة هذه الحلقات، التي يظهر موقعها باللون أو بأي وسيلة أخرى، تكوِّن المخطط الاستشرابي chromatography ويمكن إجراء الفصل إذا كان التظهير development كافياً وذلك بتقطيع العمود أو بإضافة شاطف يجرف الأجسام المتمززة نحو الأسفل في العمود وباستخلاصها الواحد بعد الآخر
كروماتوجرافيا التبادل الأيوني
يرتبط باستشراب التمزز استعمال مبادلات الشوارد (الأيونات) ion -exchangers، وهي مركبات شاردية ضخمة macro-ionic معدنية أحياناً كالألومينات السيليسيومية silico-aluminates (الزيوليت)، وعضوية في الغالب، أي راتنجات حاصلة بتفاعلات التبلمر polymerization أو التكاثف المتعدد poly condensation، ويكون بعضها هابطياً cationic مؤلفاً من نهايات كثيرة COO- أو SO-3 مرتبطة بشوارد H+، ويكون بعضها الآخر صاعدياً anionic مؤلفاً من زمرة N+R3 مرتبطة بشوارد OH- فإذا وضعت هذه الراتنجات بتماس محلول شاردي كانت قادرة على أن تبادل بشواردها H+ أو OH- شوارد من الإشارة نفسها (+ أو-) تأتي من المحلول. ويؤدي هذا التبادل، كما في التمزز، إلى توازن مع المحلول، لذلك يمكن فصل أنواع شاردية عدة وفق تقنية مماثلة لتقنية استشراب الامتزاز (الشكل 2). وهكذا تفصل الحموض الأمينية الناشئة عن تحلل البروتينات الطبيعية بالماء hydrolysis على راتنج مبادل للهوابط cations كما تُفصَل مشتقات الحموض النووية على راتنج مبادل للصواعد anions وتُنزع الشوارد من المياه الطبيعية باستعمال مبادلات الشوارد التي يمكن تنشيطها من جديد عندما تشبع
الكروماتوجرافيا أو الاستشراب، هي طريقة لفصل وتنقية المواد الكيميائية المختلطة. تعتمد الطريقة على أن مكونات المخلوط توزع نفسها بنسب مختلفة بين مكوني نظام ثنائي أحدهما متحرك والآخر ثابت. يمكن تصنيف طرق الكروماتوجرافيا المختلفة على أساس مكونات النظام الثنائي ، فمثلا كروماتوجرافيا الصلب-سائل تستخدم مكونا صلبا كالسيليكا أو الألومينا وأوراق الترشيح ومكونا سائلا متحركا كأي مذيب كالماء أو المذيبات العضوية. وكروماتوغرافيا الصلب-غاز تستخدم سائلا مدمصا على صلب كمكون ثابت وأحد الغازات كمكون متحرك.
لاكتشاف
نشأت فكرة التحليل الكروماتوجرافي على يد العالم الروسي تسويت سنة 1901م عندما حاول فصل الصبغات النباتية الملونة ، ولهذا أعطاها اسم الكروماتوجرافي (كلمة chroma باللغة اللاتينية معناها لون) إلا أن هذه الطريقة تتبع الآن هذه الطريقة تتبع بنجاح في فصل جميع المواد غير الملونة من مخاليطها سواء الصلبة أو السائلة أو الغازية.
أنواع التحليل الكروماتوجرافي
يمكن تقسيم الكروماتوجرافي حسب نوع القوى المسؤولة عن الفصل التي تتوقف بدورها على الدعامة أو الصنف الثابت المستخدم إلى ثلاثة أنواع:
[b]
* كروماتوجرافيا الامتزاز
* كروماتوجرافيا التوزيع
* كروماتوجرافيا التبادل الأيوني
كروماتوجرافيا الامتزاز
وفي هذا النوع تكون القوى المسؤولة عن فصل مكونات الخليط هي قوى الامتزاز, حيث تمتز مكونات الخليط المختلفة بدرجات متفاوتة باستخدام صنف ثابت له خاصية الامتزاز مثل كربونات الكالسيوم أو السيليكاجل . ففي كروماتوجرافيا الطبقة الرقيقة تنقط عينة من الخليط على مادة السيليكاجلالتي تغطي صفيحة زجاجية على شكل طبقة رقيقة , ثم يتصاعد المذيب من المستودع إلى أعلى هذه الطبقة وبعد مروره بموضع العينة فإن مكونات الخليط المختلفة تتحرك خلال طبقة السيلكاجل بمعدلات مختلفة بحيث المكونات الممتزة أكثر تتحرك أبطأ والنتيجة هي فصل النقطة الأصلية إلى مجموعة نقاط كل منها يحتوي على أحد المكونات
هو أقدم الطرائق، ويتلخص مبدؤه بما يلي: عند وضع محلول بتماس جسم صلب متمزز للمنحل solute يتثبت جزء من هذا الأخير على الجسم الصلب، وذلك نتيجة لحدوث توزع partition وقيام توازن يتوقف بصورة خاصة على شدة التمزز ومدى قابلية انحلال الجسم المنحل. ولتحقيق ذلك عملياً يصب مزيج الأجسام المراد فصلها منحلة في مذيب مناسب (الماء، الكحول) في قمة عمود شاقولي هو أنبوب مفتوح مُلئ بمسحوق جسم صلب اختياراً مناسباً (حجر كلسي، ألومين، طَلْق)، فيسيل المذيب الذي لم يتمززه الجسم الصلب إلى أسفل العمود، في حين يحتجز كل من الأجسام المنحلة على مستوى يزداد انخفاضه بنقصان شدة تمززه، وهكذا تتكون حلقات متوضعة بعضها فوق بعض . ويمكن زيادة المسافة الفاصلة بين الحلقات بإضافة سائل هو الشاطف الذي ينقل الحلقات نحو الأسفل بحله الأجسام المتمززة. فمجموعة هذه الحلقات، التي يظهر موقعها باللون أو بأي وسيلة أخرى، تكوِّن المخطط الاستشرابي chromatography ويمكن إجراء الفصل إذا كان التظهير development كافياً وذلك بتقطيع العمود أو بإضافة شاطف يجرف الأجسام المتمززة نحو الأسفل في العمود وباستخلاصها الواحد بعد الآخر
كروماتوجرافيا التبادل الأيوني
يرتبط باستشراب التمزز استعمال مبادلات الشوارد (الأيونات) ion -exchangers، وهي مركبات شاردية ضخمة macro-ionic معدنية أحياناً كالألومينات السيليسيومية silico-aluminates (الزيوليت)، وعضوية في الغالب، أي راتنجات حاصلة بتفاعلات التبلمر polymerization أو التكاثف المتعدد poly condensation، ويكون بعضها هابطياً cationic مؤلفاً من نهايات كثيرة COO- أو SO-3 مرتبطة بشوارد H+، ويكون بعضها الآخر صاعدياً anionic مؤلفاً من زمرة N+R3 مرتبطة بشوارد OH- فإذا وضعت هذه الراتنجات بتماس محلول شاردي كانت قادرة على أن تبادل بشواردها H+ أو OH- شوارد من الإشارة نفسها (+ أو-) تأتي من المحلول. ويؤدي هذا التبادل، كما في التمزز، إلى توازن مع المحلول، لذلك يمكن فصل أنواع شاردية عدة وفق تقنية مماثلة لتقنية استشراب الامتزاز (الشكل 2). وهكذا تفصل الحموض الأمينية الناشئة عن تحلل البروتينات الطبيعية بالماء hydrolysis على راتنج مبادل للهوابط cations كما تُفصَل مشتقات الحموض النووية على راتنج مبادل للصواعد anions وتُنزع الشوارد من المياه الطبيعية باستعمال مبادلات الشوارد التي يمكن تنشيطها من جديد عندما تشبع
