تعرف على الأعمدة الكروماتوغرافية المختبرية

العمود كروماتوغرافيتعتمد تقنية الفصل على معاملات التقسيم المختلفة بين المرحلة الثابتة والمرحلة المتنقلة في الخليط. عادةً ما تكون المرحلة الثابتة مامسة ، مثل هلام السيليكا والألومينا والبولي أميد وما إلى ذلك ، والتي يتم ملؤها بالتساوي في العمود الكروماتوغرافي. المرحلة المحمولة هي المذيبات التي تجلب الخليط إلى العمود الكروماتوغرافي ، والمعروف أيضًا باسم Eluent. مع انتقال المرحلة المتنقلة في العمود الكروماتوغرافي ، يبقى كل مكون في المرحلة الثابتة لوقت مختلف بسبب اختلاف معامل التقسيم ، وذلك لتحقيق الفصل.

كأداة فصل مهمة ، يلعب العمود الكروماتوغرافي المختبري دورًا حيويًا في المجالات الكيميائية والبيولوجية والصيدلانية وغيرها. استنادًا إلى مبدأ الكروماتوغرافيا ، يمكن تحقيق فصل كل مكون في الخليط بفعالية باستخدام الفرق في معامل القسم ، وسعة الامتزاز ، وذوبان المواد المختلفة بين الطور الثابت والمرحلة المتنقلة. ستقدم هذه الورقة المبدأ الأساسي والنوع وطريقة الاختيار وإجراءات التشغيل والتطبيق في مختلف مجالات العمود الكروماتوغرافي المختبري بالتفصيل.

يمكن تقسيم الأعمدة الكروماتوغرافية المختبرية إلى أنواع كثيرة وفقًا لمبدأ العمل ومواد ملء وشكلها وحجمها.

◆ تصنيف حسب مبدأ العمل

1) كروماتوجرافيا عمود الامتزاز: يتم استخدام الممتزات لفصل الفرق في سعة الامتزاز لكل مكون من مكون الخليط. يعتمد اختيار الامتصاصات على طبيعة المادة المراد فصلها ، مثل هلام السيليكا مناسب لفصل المركبات غير القطبية والقطبية ، والألومينا مناسبة لأنواع مختلفة من المركبات وفقًا للحمض والقلوي.

2) كروماتوجرافيا عمود التقسيم: يتم فصل الخليط وفقًا للفرق في معامل التقسيم بين المراحل الثابتة والمتنقلة. عادةً ما تستخدم كروماتوجرافيا عمود التقسيم نظام مذيب كمرحلة متنقلة وتعدل معامل التقسيم عن طريق تغيير تكوين المذيب.

3) كروماتوجرافيا عمود التبادل الأيوني: يتم فصل الامتزاز الانتقائي وإطلاق الأيونات في الخليط بواسطة راتنج تبادل الأيونات. راتنجات التبادل الأيوني لها مجموعات تبادل أيون محددة يمكنها تبادل الأيونات في المادة المنفصلة.

◆ فرز عن طريق ملء المواد

1) عمود هلام السيليكا: هلام السيليكا هو مُمتصة شائعة الاستخدام ، ومناسبة لفصل مجموعة متنوعة من المواد العضوية. تتميز أعمدة السيليكون بالاستقرار الحراري والكيميائي الممتاز ويمكن استخدامها على نطاق درجة الحموضة الواسع.

2) عمود الألومينا: ينقسم عمود الألومينا إلى عمود الحمضي والقلوي والحياد وفقًا للحمض والقلوي ، مناسب لأنواع مختلفة من فصل المركب. عمود ألومينا لديه قدرة امتصاص قوية للمواد القطبية.

3) عمود البولياميد: يحتوي عمود البولي أميد على وظيفة كروماتوجرافيا الامتزاز والكروماتوجرافيا التقسيم ، وهو مناسب لفصل المركبات التي يمكن أن تشكل روابط هيدروجين مع البولي أميد ، مثل الفينول والأحماض والكوينونات ، إلخ.

◆ الفرز حسب الشكل والحجم

1) العمود الزجاجي: نوع العمود الكروماتوغرافي يستخدم عادة في المختبرات ، مع مزايا الشفافية والمراقبة السهلة. يتم تحديد حجم العمود الزجاجي وفقًا لكمية المواد المراد فصلها ودرجة صعوبة الانفصال ، ونسبة القطر إلى الارتفاع عمومًا ما بين 1: 8 و 1:50.

2) عمود الفولاذ المقاوم للصدأ: يحتوي عمود الفولاذ المقاوم للصدأ على مزايا مقاومة التآكل ومقاومة الضغط ، وهو مناسب لأنظمة كروماتوجرافيا الضغط العالي. استخدام أعمدة الفولاذ المقاوم للصدأ أمر نادر نسبيا ، ولكن له مزايا في ظروف معينة.

يعد اختيار عمود كروماتوجرافي مناسب أمرًا ضروريًا لتحقيق فصل فعال. عند اختيار الأعمدة الكروماتوغرافية ، يجب مراعاة العوامل التالية:

تحتوي الأعمدة الكروماتوغرافية المعملية على مجموعة واسعة من التطبيقات في عدد من الحقول ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر ما يلي:

◆ فصل البروتين والتنقية: العمود الكروماتوغرافي هو أحد الأدوات المهمة لفصل البروتين وتنقيته. وفقًا للاختلاف في حجم البروتين ، وخاصية الشحن والتقارب ، يمكن اختيار طرق كروماتوجرافية مختلفة للفصل والتنقية. على سبيل المثال ، فإن كروماتوجرافيا عمود التبادل الأيوني مناسب للبروتينات مفصولة بخصائص الشحن ؛ يستخدم كروماتوجرافيا عمود التقارب خصائص ربط محددة لعزل وتنقية البروتينات المستهدفة.

◆ فصل الأحماض النووية: يمكن أيضًا استخدام الأعمدة الكروماتوغرافية لفصل الأحماض النووية. من خلال طرق كروماتوجرافية محددة ، يمكن فصل جزيئات الحمض النووي بأطوال وهياكل مختلفة (مثل شظايا الحمض النووي وجزيئات الحمض النووي الريبي) بشكل فعال في العمود لتلبية احتياجات تحليل الأحماض النووية اللاحقة والتسلسل والتجارب الأخرى.

◆ فصل مركبات الجزيئات الصغيرة: يمكن فصل الوسطيات الدوائية ، ومكونات الجزيئات الصغيرة في المنتجات الطبيعية ، وما إلى ذلك ، بمساعدة الأعمدة الكروماتوغرافية. وفقًا للاختلاف في معامل التقسيم بين المرحلة الثابتة والمرحلة المتنقلة ، يمكن اختيار طريقة الكروماتوغرافيا المناسبة لفصل وتنقية مركبات الجزيئات الصغيرة. على سبيل المثال ، هلام السيليكا المرحلة المنعكسة مناسبة لفصل جزيئات صغيرة للدهون. هلام السيليكا العادي مناسب لفصل الجزيئات الصغيرة المحبة للماء.

◆ الفصل الكسري من السكريات: يمكن استخدام العمود الكروماتوغرافي للفصل الكسري للسكريات. وفقًا لحجم جزيئات السكاريد وهيكل السلسلة المتفرعة ، يمكن اختيار تقنيات الكروماتوغرافيا المناسبة لفصل مخاليط السكاريد إلى مستويات مختلفة ، وهو أمر مفيد لزيادة دراسة العلاقة بين البنية ووظيفة السكريات.

◆ التطبيقات الأخرى: تستخدم الأعمدة الكروماتوغرافية على نطاق واسع في فصل واستخراج المنتجات داخل الخلايا بعد كسر الخلايا ، وفصل وتنقية المكونات النشطة في المستخلصات النباتية ، وفصل وتنقية المضادات الحيوية ، وفصل وتنقية الإنزيمات ، وتنقية الأجسام المضادة ، وفصل الفيروسات وتركيزها. بالإضافة إلى ذلك ، يلعب العمود الكروماتوغرافي أيضًا دورًا مهمًا في فصل وتحليل المنتجات البتروكيماوية ، وفصل واكتشاف المواد المضافة الغذائية ، وفصل وتنقية المواد الخام التجميلية ، وتحليل تصنيف مواد البوليمر وفصل وتنقية التوابل الطبيعية.