كروماتو گرافي

کروماتوگرافي راهي است براي تشخيص اجزا در ابعاد نانومتري، با دقتي در حد و اندازة مولکولي و مدتها پيش از شکلگيري فناوري نانو، براي شناسايي مواد به کار ميرفت. اگر چند مولکول با هم داشته باشيم، کروماتوگرافي تشخيص ميدهد غلظت آنها چقدر است. اساس کار کروماتوگرافي جداسازي اجزاي مخلوط با استفاده از سرعت متفاوت حرکت مولکولهاي مختلف در محيط يکسان و با انرژي اولية مشابه است. دستگاههاي کروماتوگرافي پيشرفته، ميليونها مولکول مختلف را در يک ميليمتر مخلوط بهراحتي شناسايي مي‌کنند و پژوهشگران فناوري نانو مي‌توانند به کمک اين روشها قسمت عمده‌اي از کروماتوگرافي به عنوان يکي از روشهاي آزمايشيِ کارآمد در نانو فناوري، شامل چند روش است: کروماتوگرافي کاغذي، کروماتوگرافي ژلي و کروماتوگرافي گازي از جمله روشهايي هستند که در اينجا با آنها آشنا مي‌شويم. دقت کنيد که زمان، عامل کنترل ما بر انتخاب ذراتي است که با سرعتهاي مختلف در محيط کروماتوگرافي توزيع مکاني مي‌‌يابند.
ريشةلغويِ كروماتوگرافي در زبان يوناني chroma به معني رنگ و grophein به معني نوشتن است.

اطلاعات اوليه
کروماتوگرافي پُرکاربردترين شيوة جداسازي تجزيه‌اي است که در تمام شاخه‌هاي علوم به کار ميرود. کروماتوگرافي گروه گوناگون و مهمي از روش‌هاي جداسازي را شامل مي‌شود و امکان مي‌دهد تا اجزاي سازندة نزديک به همِ مخلوط‌هاي کمپلکس را جدا، منزوي و شناسايي کند. بسياري از اين جداسازي‌ها به روش‌هاي ديگر نا‌ممکن است.
سير تحولي رشد
اولين روش‌هاي کروماتوگرافي در سال ۱۹۰۳ توسط ميخائيل سوئت ابداع و نام‌گذاري شد. او از اين روش براي جداسازي مواد رنگي استفاده کرد.ريچارد لارنس و جان آرچر در سال ۱۹۵۲ به پاس اکتشافاتشان در زمينة کروماتوگرافي جايزة نوبل گرفتند.
توصيف کروماتو گرافي
کروماتوگرافي را به علت اينکه دربرگيرندة سيستم‌ها و تکنيک‌هاي مختلفي است نمي‌توان به طور مشخص تعريف کرد. اغلب جداسازي‌ها بر مبناي کروماتوگرافي و بر روي مخلوط‌هايي از مواد بي‌رنگ از جمله گازها صورت مي‌گيرد.
کروماتوگرافي متکي بر حرکت نسبي دو فاز است. يکي از اين فازها بدون حرکت است و فاز ساکن ناميده مي‌شود و ديگري را فاز متحرک مي‌نامند. اجزاي يک مخلوط به وسيلة جرياني از يک فاز متحرک از داخل فاز ساکن عبور داده مي‌شوند و جداسازي بر اختلاف در سرعت مهاجرت اجزاي مختلف نمونه استواراست.
مثال
اگر به طور ساده بخواهيم عمل کروماتوگرافي را انجام دهيم، يک ليوان حاوي آب را برميداريم و يک قطره جوهر در آن ميچکانيم. سپس تکهکاغذي را برميداريم و قسمتي از آن را در ليوان آب قرار ميدهيم. پس از مدتي مشاهده ميشود که جوهر از کاغذ بالا ميرود و پخش ميشود.

روش‌هاي کروماتوگرافي
روش‌هاي کروماتوگرافي، بر حسب ماهيت فاز متحرک و سپس بر حسب ماهيت فاز ساکن، ممکن است جامد، مايع و گاز باشند. بدين ترتيب، فرآيند کروماتوگرافي به چهار بخش اصلي تقسيم مي‌شود. بايد گفت که اگر فاز ساکن، مايع باشد کروماتوگرافي را تقسيمي مي‌نامند.
انواع کروماتوگرافي
هر يک از ۴ نوع اصلي کروماتوگرافي انواع مختلفي دارد:
کروماتوگرافي مايع ـ جامد
• کروماتوگرافي جذب سطحي
• کروماتوگرافي لاية نازک
• کروماتوگرافي تبادل يوني
• کروماتوگرافي ژلي
کروماتوگرافي گاز ـ جامد
کروماتوگرافي مايع ـ مايع
• کروماتوگرافي تقسيمي
• کروماتوگرافي کاغذي
کروماتوگرافي گاز ـ مايع
• کروماتوگرافي گاز ـ مايع
• کروماتوگرافي ستون موئين
مزيت روشهاي کروماتوگرافي
روشهاي کروماتوگرافي مي‌توانند جداسازي‌هايي را که به روشهاي ديگر خيلي مشکلاند، به انجام برسانند. زيرا اختلاف جزئي موجود در رفتار جزئي اجسام، در جريان عبور آنها از يک سيستمِ کروماتوگرافي چند برابر مي‌شود.
هر چه اين اختلاف بيشتر شود، قدرت جداسازي بيشتر و براي انجام جداسازي نياز کمتري به وجود اختلافات ديگر خواهد بود.
• مزيت کروماتوگرافي نسبت به ستون تقطير اين است که بهآساني مي‌توان به آن دست يافت. با وجود اينکه ممکن است چندين روز طول بکشد تا يک ستون تقطير به حداکثر بازده خود برسد، ولي يک جداسازي کروماتوگرافي مي‌تواند در عرض چند دقيقه يا چند ساعت انجام گيرد.
• يکي از مزاياي برجستة روشهاي کروماتوگرافي اين است که آنها آرام هستند. به اين معني که احتمال تجزية مواد جداشونده به وسيلة اين روش‌ها در مقايسه با ساير روش‌ها کمتر است.
• مزيت ديگر روش‌هاي کروماتوگرافي اين است که تنها مقدار بسيار کمي از مخلوط براي تجزيه لازم است. به اين علت، روشهاي تجزيه‌اي مربوط به جداسازي کروماتوگرافي مي‌توانند در مقياس ميکرو و نيمه ميکرو انجام گيرند.
• روش‌هاي کروماتوگرافي ساده، سريع و وسايل مورد لزوم آنها ارزان هستند. اجزاي مخلوطهاي پيچيده را به کمک اين روشها ميتوان از يکديگر جدا کرد.
مواد انواع کروماتوگرافي
مواد شيميايي مشابه کروماتوگرافي تقسيمي
مواد شيميايي غير مشابه کروماتوگرافي جذب سطحي
گازها و اجسام فرّار کروماتوگرافي گازي
مواد يوني و معدني کروماتوگرافي تبادل يوني در ستون
کروماتوگرافي کاغذي يا لايه نازک
مواد يوني و غير يوني الکتروفوز ناحيه‌اي
مواد زيستي و ترکيباتي با جرم مولکولي نسبي بالا کروماتوگرافي تبادل يون يا ژلي

انتخاب بهترین روش کروماتو گرافی
انتخاب نوع روش کروماتوگرافی بجز در موارد واضح (مانند کروماتوگرافی گازی در جداسازی مواد گازها) عموما تجربی است. زیرا هنوز هیچ راهی جهت پیش بینی بهترین روش برای جداسازی مواد اجسام مگر در چند مورد ساده وجود ندارد. در ابتدا روش‌های ساده‌تر مانند کروماتوگرافی کاغذی و لایه نازک امتحان می‌شوند. زیرا این روش‌ها در صورتی که مستقیما قادر به جداسازی مواد نباشند نوع سیستم کروماتوگرافی را که جداسازی مواد بوسیله آن باید صورت بگیرد، مشخص می‌کنند آنگاه در صورت لزوم از روش‌های پیچیده‌تر استفاده می‌شود. از فهرست زیر می‌توان به عنوان یک راهنمای تقریبی استفاده کرد‌.

در جداسازی‌های مشکل وقتی که روش‌های ساده فاقد کارایی لازم هستند روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (helc) می تواند جواب گو باشد.
مباحث مرتبط با عنوان
• تجزیه مواد
• تقطیر
• تقطیر جز به جز
• جداسازی مواد
• جداسازی مواد رنگی
• جداسازی مواد زیستی
• جداسازی مواد شیمیایی غیر مشابه
• جداسازی مواد شیمیایی مشابه
• جداسازی مواد کمپلکس
• جداسازی گازها و مواد فرار
• جداسازی مواد یونی و غیر یونی
• جداسازی مواد یونی و معدنی
• حرکت نسبی فازهای ماده
• کروماتوگرافی الکترفورز ناحیه‌ای
• کروماتوگرافی تبادل یونی
• کروماتوگرافی تقسیمی
• کروماتوگرافی ژلی
• کروماتوگرافی ژلی الکتروفورز
• کروماتوگرافی جذب سطحی
• کروماتوگرافی کاغذی
• کروماتوگرافی لایه نازک
• کروماتوگرافی مایع
• کروماتوگرافی مایع – جامد
• کروماتوگرافی مایع – مایع
• کروماتوگرافی گاز – جامد
• کروماتوگرافی گازی

نگاه اجمالی
هدف از جداسازی ، حذف مزاحمت‌ها ، غلیظ کردن محلول مورد نظر و یا سایر موارد است. برای جداسازی از اختلاف در خصوصیات فیزیکی استفاده می‌شود، مثل فراریت ، حلالیت و ضریب تقسیم مواد و … در آنالیز و جداسازی مواد مختلف از تکنیک‌های ویژه‌ای برحسب نوع و ساختار مواد و مخلوط‌ها استفاده می‌شود که برخی از آنها که معروف بوده و حائز اهمیت بیشتری هستند، در زیر می‌آوریم.
تبلور
هدف از تبلور ، جداسازی ناخالصی از اجسام جامد است. در این روش ، ابتدا جامد ناخالص را در یک حلال گرم حل می‌کنند، سپس محلول را صاف می‌کنند. ناخالصی‌ها در فاز مایع باقی می‌مانند. اگر تبلور طی چند مرحله صورت گیرد، به آن تبلور جزء به جزء می‌گویند. در این روش انتخاب حلال از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر از تکنیک ذوب برای جداسازی ناخالصی از جامد استفاده شود، به آن تصفیه ذوب گویند.

این روش در جدا کردن ناخالصی‌های ژرمانیم و اسید بتروییک کاربرد دارد. در این فرآیند ، ضریب تقسیم برابر با نسبت غلظت ناخالصی در فاز جامد به غلظت ناخالصی در فاز مایع است.

تقطیر
اگر هدف از تقطیر ، جداسازی یک مخلوط به اجزای بالا باشد، از تقطیر ساده برای جداسازی اجزاء استفاده می‌شود. اما اگر همه اجزاء فرار باشند، از تقطیر جزء به جزء برای جداسازی استفاده می‌شود. اگر یک مخلوط تولید آزئوتروپ کند، ( مثل آب و الکل)نمی‌توان از روش تقطیر جزء به جزء ، اجزای آن را جدا کرد. برای جداسازی این مخلوط از روش‌های تقطیر با بخار آب ، تقطیر در خلاء و تقطیر ناگهانی استفاده می‌کنند.

در تقطیر با بخار آب هیچگاه درجه حرارت تقطیر از نقطه جوش آب بیشتر نمی‌شود. ترکیباتی نظیر تولوئن ، اتیلن ، گلیسیرین و اسیدهای چرب از این طریق جدا می‌شوند. برای جلوگیری از تجزیه مایعاتی که دارای نقطه جوش بالایی هستند از تقطیر در خلاء استفاده می‌شود. با کاهش فشار ، نقطه جوش مایع کاهش پیدا می‌کند.

در تهیه آب آشامیدنی از آب دریا و تهیه آب مقطر نیروگاه‌ها از تقطیر ناگهانی استفاده می‌شود. در این روش مایع بطور مداوم وارد و بخار بطور مداوم خارج می‌شود.
رسوب دادن
نوعی روش جداسازی است که اساس آن اختلاف حلالیت اجسام می‌باشد. یعنی جزیی که حلالیت کمتری دارد زودتر جدا می‌شود. با افزایش نیروی جاذبه سرعت ته‌نشین شدن افزایش پیدا می‌کند. عمل سانتریفوژ در واقع بر همین اساس است.

کروماتوگرافی
اساس کروماتوگرافی ، جذب سطحی مواد و توزیع آنها در دو فاز می‌باشد. یکی از فازها ثابت و فاز دیگر متحرک است که نمونه مورد نظر در فاز متحرک جدا می‌شود. فاز ثابت یا جامد است و یا مایع و فاز متحرک یا مایع است و یا گاز . اگر فاز ثابت ، جامد و فاز متحرک ، مایع باشد، به آن کروماتوگرافی مایع ـ جامد (LSC) گویند. اگر فاز متحرک ، گاز و فاز ثابت ، جامد باشد، به آن کروماتوگرافی گاز – جامد ( GSC ) گویند. اگر فاز متحرک ، مایع و فاز ثابت نیز مایع باشد به آن کروماتوگرافی مایع ـ مایع ( LLC) یا (HPLC ) گویند و در نهایت اگر فاز متحرک ، گاز و فاز ثابت ، مایع باشد، به آن کروماتوگرافی گاز – مایع ( GLC) یا (VPC ) گویند.

در LSC ، جدا شدن بر اساس جذب سطحی یا تعریض یون‌ها و یا تشکیل کمپلکس می‌باشد. در GSC اساس ، جداسازی جذب سطحی است. در LLC و GLC ، مواد بر اساس توزیع بین دو فاز جدا می‌شوند. پس کروماتوگرافی روشی برای جداسازی مخلوط بدلیل اختلاف تحرک آنها می‌باشد.

کروماتوگرافی LSC در واقع نوعی کروماتوموگرافی جذبی است که مواد بر اساس اختلاف در قابلیت جذب خود روی سطح جامد از یکدیگر جدا می‌شوند. در GSC نیز اساس جداسازی جذب سطحی فاز گاز روی سطح جامد است. از این روش برای خالص سازی گازها استفاده می‌شود.
کروماتوگرافی تبادل یونی
کروماتوگرافی تبادل یونی ، روشی است که در آن ، یون‌ها بین یک محلول و یک فاز جامد ( رزین ) مبادله می‌شوند. این تبادل ، برگشت پذیر است. فاز جامد در آب ، غیر محلول بوده و دارای بنیان‌های اسیدی و بازی باشد. نوع معدنی این مواد جامد ، ممکن است شبیه زئولیت‌ها باشند و نوع جدید آنها از مشتقات هستند و برای جداسازی فلزات قلیایی خاکی بکار می‌روند. رزین‌های تبادل یونی ، منشا آلی دارند و از پلیمرهای با وزن مولکولی بالا ساخته می‌شوند.

تشکیل این رزین‌ها بر اساس پلیمریزاسیون پلی‌استیرن و وینیل‌بنزن استوار است. رزین‌ها به دو نوع تعویض کننده آنیونی و کاتیونی تقسیم می‌شوند. هر کدام از این تعویض کننده‌ها به نوع بازی ضعیف و قوی و اسیدی ضعیف و قوی تقسیم می‌شوند.
مباحث مرتبط با عنوان
• استخراج جامد ـ مایع
• استخراج مایع ـ مایع
• تبلور
• تقطیر
• جداسازی اجزای در کروماتوگرافی
• کروماتوگرافی
• کروماتوگرافی تبادل یونی
• کروماتوگرافی تقسیمی
• کروماتوگرافی جذب سطحی
• کروماتوگرافی ژلی
• کروماتوگرافی کاغذی
• کروماتوگرافی گاز – جامد
• کروماتوگرافی گاز – مایع
• کروماتوگرافی لایه نازک
• کروماتوگرافی مایع – مایع
کروماتوگرافی
کروماتوگرافی روش جزء به جزء کردن یک مخلوط براساس قطبیت مولکول ها می باشد.کروماتوگرافی شامل یک فاز متحرک(مخلوط) می باشد که می خواهیم جداسازی نماییم واین مخلوط دریک مایع ویا گاز حل شده است و ازروی یک فاز ساکن عبور می نماید اجسام موجود در مخلوط به علت قطبیت متفاوت با سرعت های مختلف ازروی فاز ساکن می گذرند .

سرعت حرکت هر جزء درمخلوط به چند عامل قطبیت بستگی دارد که مهمترین آنها یک جسم قطبی هم به حلال وهم به فازساکن جاذبه دارد جسمی که کندتر حرکت می کند بیشترین جاذبه رانسبت به فاز ساکن دارد.

کروماتوگرافی انواع گوناگون دارد ازجمله :
۱-کروماتوگرافی ستونی :که برای جداسازی های فوق العاده حساس مانند جداسازی ویتامین ها ٬ پروتئین ها ٬ وهورمون هابه کار می رود. که باروش های دیگربه آسانی جدا سازی نمی شوند. در این روش فاز ساکن شامل یک ستون شیشه ای یاپلاستیکی است. که باماده ای نظیر آلومینیم اکسید ٬ کلسیم کربنات٬ منیزیم کربنات٬ زغال فعال شده٬ خاک رس٬ ژل ها و یا بسیاری ازترکیبات آلی دیگر پر شده است. اندازه ذرات فازساکن درگستره( ۱۵۰ تا ۲۰۰μm )می باشد. فاز متحرک شامل مخلوط همراه بایک حلال مناسب است که ازبالای ستون اضافه می شود .

۲-کروماتوگرافی یونی: دراین مورد ستون رااز رزین تبادل یون پر می کنند. بابه کاربردن رزین مناسب می توان یون های مثبت ویون های منفی راازهم جدانمود .

۳- کروماتوگرافی کاغذی: دراین روش به جای ستون شیشه ای از نوارهای کاغذی درظرف سربسته استفاده می شود قطره ای ازمخلوط رابرروی کاغذ گذاشته وانتهای کاغذرادرحلال مناسب قرار می دهند حلال براساس خاصیت موئینگی درکاغذ نفوذ نموده وباعث جداسازی اجزاء مخلوط می شود بردیدن چگونگی این نوع کروماتوگرافی دراینجا کلیک نمایید.

۴- کروماتوگرافی لایه نازک: این تکنیک که غالبا درجداسازی مخلوطهای مواد زیست شناختی مختلف به کار می رود بعضی ازتکنیک واصول به کاررفته درکروماتوگرافی ستونی وکاغذی باهم تلفیق شده است .

۵- کروماتوگرافی گازی: یک تکنیک کروماتوگرافی برای تجزیه مایعات فرارومخلوط هایی ازگازهاو بخارات می باشد .گازهای که باید تفکیک شوند همراه با یک گاز بی اثر نظیر هلیم درفاز متحرک حمل می شود.

شیمی عمومی بانگرش روشهای کروماتوگرافی

دسته ای از روشهای جداسازی هستند که برای جداسازی اجزای نمونه بکار می روند.در این روشها نمونه بین دو فاز مختلف توزیع می شد و در اثر رقابتی که بین فازها برای نمونه وجود دارد عمل جداسازی صورت میگیرد.
نمونه معمولا روی فاز ساکن قرار میگیرد و فاز متحرک از روی فاز ساکن حرکت کرده می خوهد نمونه را با خود ببرد اما فاز ساکن نمی گذارد. رقابت بوجود امده مبنای جداسازیست.
فاز ساکن می تواند جامع یا مایع و فاز متحرک می تواند گاز یا مایع باشد.
فاز ساکن در حالت جامد باید دارای سطح وسیع باشد. در حات مایع انرا بر سطح یک جامد بی اثر پوشش می دهند.

سمت راست جامد و سمت چپ مایع است
مکانیسم کروماتوگرافی را فاز ساکن تعیین می کند.اگر فاز ساکن جامد باشد مکانیسم جدب سطحی است و اگر مایع باشد مکانیسم تفکیکیست(نمونه بین فاز ساکن و متحرک تقسیم می شد)
کروماتوگرافی به صورت زیر طبقه بندی می شود:
زرد رنگ جذب سطحی/قرمز رنگ تفکیکی/ابی مکانیسم تعویض یون

کاربردی (۲) اسمیت اسموت پرایس کاغذی paper
ابتدا روی کاغذ مخصوص خطی رسم کرده و یک نقطه از ماده ی مورد نظر روی خط قرار می دهیم(نقطه ی بنفش رنگ)که بهتر است تا حد ممکن کوچک باشدسپس کاغذ را به صورت عمودی در ظرفی حاوی حلال قرار میدهیم.حلال به ارامی از کاغذ بالا میرود. در کروماتو گرافی کاغذی فاز ساکن اب است نه کاغذ(مایع-مایع). فاز ساکن فاز تعیین کننده است که یا اجازه ی حرکت به نمونه می دهد یا نمی دهد و این همان عامل جداسازیست. میزان حرکت لکه ها می تواند اساس اندازه گیری یا شناسایی باشد. برای تشخیص اینکه کدام ماده A است و کدام B از یک سری استاندارد استفاده میشود به شرط انکه بدانیم A وB به کدام دسته از ترکیبات (آمینو اسید و…) تعلق دارند.
R = “فاصله ای که جسم طی کرده” تقسیم بر “فاصله ای که حلال طی کرده”
در شرایط ثابت R یک کمیت ثابت است.

ظاهر کردن لکه
اگر لکه رنگی باشد راحت دیده میشود اما اگر بیرنگ باشد باید از روشهای زیر استفاده کرد.

۱- معرفهای شیمیایی: وجود ماده را مشخص میکنند اما باعث میشوند ماده تخریب یا عوض شود مثلا برای اسیدهای امینه از ترکیبات نینهیدرین استفاده می شود که با انها کمپلکس رنگی میدهد.
۲- لامپ UV: برخی موادفلورسانس میکنند اما اگر ماده فلورسانس نداشت از کاغذ فلورسانس استفاده میکنند به این ترتیب قسمتهایی که لکه وجود دارد فلورسانس نیست. میتوان لکه را مشخص کرد(دور ان خط میکشند) در این روش ماده هم از بین نمی رود.
می توان لکه را برید و بعد در حلال انداخت تا ماده در ان حل شود و بعد اقدام به شناسایی ماده کرد البته در این صورت به ماده ی زیادی نیاز دارین و علاوه بر این یافتن حلال مناسب سخت است و حتی گاهی تا ۵۰ سیستم را باید امتحان کرد.
روشهای تجزیه ی کیفی=> شناسایی بعد از جداسازی:
۱/مقایسه R مجهول با R مواد معلوم
۲/IR و NMR و mass

روشهای تجزیه کمی:
۱/طیف سنجی uv
2/اسپکتروسکوپی انعکاسی

لایه نازک
عملیات کروماتوگرافی لایه نازک مانند کاعذ است.
فاز ساکن یک جامد است که به صورت یک لایه ی نازک روی یک صفحه ی فلزی یا شیشه ای قرار گرفته است. این فاز ساکن می تواند سیلیکاژل (SiO2 هیدراته) , الومینا (Al2O3), ÷لی مر و … باشد.
حسن این روش نسبت به کاغذ عمومی تر بودن مواد شیمیایی برای ظاهر کردن لکه ها در این روش است. مثلا ید و اسید سولفوریک که در کروماتوگرافی لایه نازک برای ظاهر کردن لکه ها بکار می روند در کروماتوگرافی کاغذ قابل استفاده نیستند.
در این روش می توان محل لکه را تراشید و در حلال انداخت.

کروماتوگرافی کاغذ gas chromatography
فاز ساکن یک مایع است که بر سطح مواد جامد بی اثر پوشش داده شده و درون یک ستون فرار دارد. فاز متحرک نیز یک گاز است.
این کروماتوگرافی به دستگاه نیاز دارد. این دستگاه شامل:
سیلندر گاز بی اثر (Ne _ He)/ ستون جداسازی(separation column) / محل تزریق نمونه(injection port) / اشکارساز (detector) / ثبات (recorder) / هیتر / ترموستاتستون گاهی چند متر است بنابراین انرا مارپیچ می سازند. محل تزریق و ستون باید گرم شود تا نمونه نیز بخار شده همرا گاز حرکت کند برای از هیتر استفاده می شود. نمونه های جدا شده یکی یکی به اشکارساز میرسند که به صورت یک پیک یا قله در ثبات نشان داده می شود.
زمانی که طول میکشد تا max مقدار جسم از ستون خارج شود را زمان بازداری گویند. حجمی از فاز متحرک که باعث می شود max جسم خارج شود را نیز حجم بازداری می گویند.
V=FT
که F سرعت عبور است.

مقادیر V و T از خصوصیات یک ماده اند و در شرایط ثابت (گاز- دما- فشار-فاز ساکن-طول ستون- اشکارساز و…) ثابت هستند و ارتفاع پیک یا سطح زیر پیک به غلظت بستگی دارد, بنابراین می توان هم تجزیه ی کمی و هم کیفی را انجام داد.
کروماتوگرافی روشی است در شیمی برای جداکردن اجزای یک مخلوط. در این روش معمولاً مخلوط که به صورت مایع یا گاز است از یک لوله یا شبکه گذرانده می‌شود؛ سرعت حرکت اجزای تشکیل دهنده مخلوط در لوله یا شبکه مختلف است (با توجه به عناصر دیواره داخلی لوله یاشبکه) در نتبجه مخلوط به اجزای تشکیل دهنده تجزیه شده و هر جز جداگانه خارج می‌شود. در کروماتوگرافی دو فاز وجود دارد فاز ثابت وفاز متحرک، فاز ثابت در واقع اجزای درون لوله یا شبکه جداسازی را تشکیل می دهند و فاز متحرک مربوط به ماده ای است که می خواهد مورد تجزیه و تخلیص قرار بگیرد.فاز ثابت می تواند مایع یا گاز باشد که بر اساس اینکه گاز یا مایع باشد به گاز کروماتوگرافی و کروماتوگرافی مایع تقسیم می شوند.اساس جداسازی در کروماتوگرافی متفاوت می باشد جداسازی براساس وزن مولکولی و جداسازی بر اساس میل اتصال به فاز ثابت از اعم این اصول می باشد.
کروماتوگرافی مايع با کار ايی بالا
کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا ( HPLC ) بدون شک سریعترین رشد را در بین تمام تکنیک های جداسازی تجزیه ای داشته است . دلایل این رشد انفجارآمیز عبارتند از : حساسیت روش ، سازگاری سریع آن برای انجام اندازه گیریهای کمی صحیح ، شایستگی آن برای جداسازی گونه های غیر فرار یا ناپایدار در مقابل گرما و مهمتر از همه کاربرد گسترده آن بر موادی است که در صنعت ، زمینه های مختلف علوم و جامعه اهمیت درجه اول را دارند . مثالهایی از این گونه مواد عبارتند از : آمینواسیدها ، پروتئینها ، نوکلئیک اسیدها ، کربوهیدراتها ، داروها ، ترپنوئیدها ، حشره کش ها ، آنتی بیوتیکها ، استروئیدها ، گونه های آلی یا فلزی و گروهی از مواد گوناگون معدنی .
ستونی کروماتوگرافی مايع (MPLC)
کروماتوگرافی دربرگیرنده گروهی از روشهای مهم و گوناگونی است که به محققان اجازه می دهد تا اجزای یک مخلوط پیچیده را از یکدیگر جدا کرده و هویت آنها را مشخص کنند . در تمام این روشها یک فاز ساکن و یک فاز متحرک بکار می رود . اجزای یک مخلوط توسط جریانی از یک فاز متحرک از داخل فاز ساکن عبور داده می شود . جداسازیها بر اساس اختلاف در سرعت مهاجرت اجزای مختلف نمونه استوارند . در کروماتوگرافی مایع فاز ساکن از سیلیکاژل ، دیاتومه ها ، آلومینا و فاز متحرک شامل انواع حلالهای قطبی و غیرقطبی نظیر متانل ، هگزان تشکیل شده است . امروزه از کروماتوگرافی مایع بطور وسیعی در جداسازی هیدروکربن ها ، داروها ، اسید نوکلئیک ، ایزومرهای نوری و … استفاده میشود.
دستگاه پلاریمتر
از قابلیت های این دستگاه می توان به موارد زیر اشاره نمود:
قابلیت نصب به دستگاه HPLC
توانایی اندازه گیری چرخش های نوری ترکیبات فعال نوری دردماهای متفاوت
منبع لامپ ۵۸۹ Nad نانومتر
دامنه چرخش نوری۸۵ْ ±
رفراکتو متر
ضریب شکست مانند دانسیته ، نقطه ذوب و نقطه جوش یکی از ثابت های فیزیکی کلاسیک است که می تواند جهت توصیف یک گونه شیمیایی بکار رود . در حالیکه ضریب شکست یک خاصیت غیرویژه است ، ولی تعداد کمی از اجسام هستند که در یک طول موج و دمای معین ، ضرایب شکست یکسانی دارند ، بنابراین این خاصیت جهت تائید هویت یک ترکیب و تعیین خلوص آن مفید است . همچنین اندازه گیری ضریب شکست همراه با دیگر اندازه گیریها اطلاعاتی در مورد ساختمان و وزن مولکولی اجسام بدست می دهد .
امروزه رفراکتومتر در صنعت کاربرد زیادی پیدا کرده است ، بطوریکه از این دستگاه برای تعیین غلظت کربوهیدراتها ، گوگرد در لاستیک ، سیلیسیوم در شیشه های سیلیکاتی ، تخمین درجه سیرناشدگی روغنهای نباتی و همچنین تعیین درصد کربن در ترکیبات آلی و نفتی بکار می رود .
اسپکتروفتو متر FTIR
ناحیه مادون قرمز طیف ، تابشی با اعداد موجی در گستره از ۳۳Cm-1 تا ۱۳۰۰۰ و یا طول موجهای از ۷۵/۰ تا µ ۳۰۰ را در بر می گیرد . مع الذالک اکثر کاربردهای اندازه گیری جذبی مادون قرمز ، به نواحی از حدود ۴۰۰۰ تا Cm-1667 ( 5/2 تا ۱۵ میکرون ) محدود می شوند .
برای اینکه تابش مادون قرمز توسط یک مولکول جذب شود ، ممان دوقطبی این مولکول باید در نتیجه حرکت چرخشی و ارتعاشی آن متحمل یک تغییر کلی گردد و از این خاصیت برای شناسایی گروههای عاملی نظیر گروههای کربونیل – هیدروکسی و سایر گروههای قطبی استفاده می شود .
از آنجائیکه تمام گروههای عاملی در یک فرکانس خاصی در FTIR جذب نشان می دهند . از دستگاه FTIR
برای وجود و یا عدم وجود یک یا چند گروه عاملی خاص در یک ترکیب استفاده می شود . لازم بذکر است که امروزه FTIR بطور وسیعی برای شناسایی ترکیبات آلی بکار می رود .

TLC اسکن
همانند سایر کروماتوگرافیها از یک فاز ساکن و یک فاز متحرک تشکیل شده است که اجزای یک مخلوط را می تواند بر اساس اختلاف در قطبیت جدا کند. مزیت این روش سریع و ارزان بودن آن است. البته اگر این دستگاه با HPLC و GC همراه شود، بهترین بازده جداسازی را خواهد داد. یکی از کاربردهای این روش تعیین بهترین حلال است که بتواند نمونه را در خود حل کند.
شناساگر این دستگاه در ناحیه( UV-Vis (690-800nm می تواند اندازه گیری انجام دهد. برای موادی که در این ناحیه جذب ندارند یا بی رنگ هستند، روش مشتق سازی توصیه می شود.
پس از قرار دادن دکمه کوچکی از نونه روی این صفحات و قرار دادن آن در حلال (فاز متحرک)، حلال با خاصیت موئینگی از روی صفحه ثابت که می تواند از جنس سلولز یا سیلیکاژل باشد، عبور کرده و نمونه را به اجزای تشکیل دهنده آن تفکیک می کند که این نقاط روی فاز ثابت باقی مانده و پس از قرار گرفتن زیر لامپ UV قابل مشاهده هستند. فاز متحرک هم معمولا فرار بوده و تبخیر میشود.
UV-VIS_NIR اسپکتروفتومتر
جذب طول موج تابش در ناحیه uv – vis توسط ترکیبات اصولا از انتقالات الکترونی حاصل می شود که در آنها الکترونهای لایه بیرونی و یا الکترونهای پیوندی به ترازهای با انرژی بالاتر ارتقاء می یابند . گونه های آلی و معدنی بسیاری این طرز رفتار را از خود بروز می دهند .
از دستگاه اسپکتروفتومتر uv – vis برای انجام تجزیه های کیفی و کمی یک یا چند گونه خاص در یک مخلوط و همچنین برای تعیین نقطه هم ارزی تیتراسیونها و اندازه گیری ثابت های تعادل واکنش ها بکار می رود.
ویسکو متر
ویسکوزیته یکی از خصوصیات سیالات است که میزان مقاومت آنها در مقابل جاری شدن می باشد.
واحد اندازه گیری ویسکوزیته Centipoise یا CP می باشد. دوک فلزی که از دستگاه آویزان است پس از قرار گرفتن در مایع، شروع به چرخیدن می کند که سرعت چرخیدن آن در مایع، ویسکوزیته مایع را تعیین می کند.
ذره شمار
این دستگاه قادر است بدون خارج کردن مایعات از ظرف یا بطری، تعداد ذرات داخل آنها را شمارش کند. پراش اشعه لیزر در نتیجه برخورد به ذرات ریز، اساس کار این دستگاه می باشد. تیم ذره شمار تعداد ذرات ریز را در یک CC (میلیمتر) از مایع نشان می دهد. از قابلیت های دیگر این دستگاه نشان دادن توزیع آماری تعداد ذرات در محلول است.

کروماتوگرافی گاز
كروماتوگرافي گازي يک روش فيزيکي جداسازي مخلوط مواد است . با تبديل كردن مخلوط مورد نظر به بخار يا گاز و عبور آن از يك فاز ساكن اجزاء‌ سازنده‌اش را از يكديگر جدا مي‌كنند. حاصل اين جداسازي تعيين نوع و مقدار اجزاء سازنده درمخلوط است. اين روش سريع و ساده است و براي تشخيص ناخالصي‌هاي موجود در يک ماده فرار يا مقادير کم کاربرددارد.شرط جداسازي يك مخلوط بوسيله روش كروماتوگرافي گازي آن است كه نمونه مورد آزمايش در حين حرارت و تبديل شدن به گاز تجزيه نشود.
مخلوط را همراه یک گاز بی اثر ازدرون ستون حاوی ماده جاذب عبورمی دهند.گاز حامل بايد يک گاز بي‌اثر باشد تا با فاز ساکن، حلال و يا نمونه واکنش ندهد، به همين دليل معمولاَ از نيتروژن يا هليم استفاده مي‌شود. در دماي ثابت، فشار و سرعت جريان گاز به طرف ستون را با تنظيم کنندة فشار و جريان سنج، ثابت نگه مي‌دارند. این ستون که یک لوله شیشه ای ویا فلزی می باشد معمولا قطری بسیار نازک ( قطر داخلی حدودا۲۵/۰ mm )وطولی بلند ( ۱۵- متر۳۰) داشته ودرمحوطه ایی که درجه حرارت آن قابل کنترل است قرار دارد.
در کروماتوگرافي گازي، فاز متحرک يک گاز است. فاز ساکن يک مادة جاذب جامد يا مايع پوشش داده شده و يا داراي پيوند با يک جامد بر روي ديواره ستون است. اگر فاز ساکن جامد باشد، روش را کروماتوگرافي گاز- جامد (GSC) و اگر فاز ساکن مايع باشد، روش را کروماتوگرافي گاز- مايع (GLC) مي‌نامند. هر چند هر دو روش در تجزيه به کار مي‌روند ولي GLC بيشتر مورد استفاده قرار مي‌گيرد.جدا شدن اجزاي يک نمونه فرار در GLC بر اساس تقسيم آنها بين دو فاز مايع و گاز است. نمونه در فاز متحرک حل شده و فاز ساکن يک مايع ديرجوش است که به صورت لاية نازکي (μm 5 – 0/25) بر روي ذرات يک جامد گسترده شده است. کروماتوگراف گازي از قسمت‌هاي زير تشکيل شده است .
ابتدا گاز بی اثرازدستگاه عبور می کند سپس مقدار مشخصی ازمخلوط مورد آزمایش درابتدای لوله جاذب تزریق می شود ( به دوروش تزریق نمونه صورت می گیرد) ومقدار اندکی (درحدود یک میلی لیتر) ازمخلوط واردستون بسیارنازک ( مویین)حلقویی که حاوی ماده جاذب است ٬ شده وتوسط عمل کروماتوگرافی جداسازی می شوند.جدا شدن مواد در ستون، نظير فرايند استخراج است. نمونه که در فاز گاز محلول است از بالاي ستون وارد مي‌گردد و اجزاي آن بر حسب ضريب توزيع خود بين دو فاز گاز-مایع (GLC) ویا گاز- جامد (GSC) تقسيم مي‌شوند.. در نتيجه اجزاي موجود در نمونه بر حسب تمايلي که ستون براي نگهداري آنها دارد از يکديگر جدا شده و به وسيله عبور گاز حامل،‌ اجزامخلوط جدا مي‌شوند.
دماي ستون GC را مي‌توان روي دماي معینی تنظيم کرده و دردمای ثابتی عمل جداسازي را انجام داد. در برخي موارد که اجزاي نمونه در ستون به خوبي جدا نمي‌شوند، دماي ستون را با سرعتي مناسب افزايش مي‌دهند تا مواد به تدريج از يکديگر جدا شوند .درقسمت بعدی دستگاه ٬گاز ها یونش یافته و به یک الکترومتر هدایت می شود ٬ بدینوسیله هدایت حرارتی هرجزء اندازه گیری می شود.گازها ازنظر هدایت حرارتی متفاوت عمل می کنند و سپس از روی آشکار ساز عبور کرده وشناسایی می شوند.
طریقه رسم منحنی درکروماتوگرافی بدین صورت است که درموقع تزریق خط عمودی کوچکی رارسم می کند ونقطه صفر مشخص می شود٬ سپس براثر عبور گازها ازدستگاه هدایت سنج نقاط ماکزیممی به دست می آید که فاصله آن ازنقطه شروع مشخص کننده جسم می باشد.
مقدار گاز موجود درمخلوط را می توان از روی مساحت زیر قله نمودار تعیین نمود.
ستون کروماتوگرافی جذب سطحی
برای جداسازی مواد یک مخلوط ‏‏‏‎، می‌توان از ستون استفاده کرد.داخل این ستون با جامد فعالی مانند) آلومین ) (فاز ساکن) پر شده است و با حلالی مانند) هگزان) (فاز متحرک) پوشیده شده است. هرگاه نمونه کوچکی از مخلوط در بالای ستون قرار گیرد ، نواری از ماده جذب شده تشکیل می‌شود، حلال با عبور خود از میان ستون اجزای مخلوط را با خود حمل می‌کند.
جداسازی کامل
سرعت حرکت هر جزء‏ ، به میزان جذب سطحی آن بر روی ماده داخل ستون بستگی دارد. به این ترتیب ، ماده‌ای که کم جذب شده است، سریع‌تر از ماده‌ای که زیاد جذب شده است، حرکت می‌کند. واضح است که اگر اختلاف بین جذب‌های سطحی به حد کافی زیاد باشد، جداسازی مواد کامل انجام خواهد گرفت. اجزایی که قابلیت جذب بالاتری دارند، در قسمت بالای ستون و اجسامی که کمتر جذب می‌شوند در قسمت‌های پایین ستون ، جذب خواهند شد.
نیروهای بین اجزا
این نیروها ممکن است یا از نوع نیروهای واندروالسی ، مانند نیروهایی که در مورد آلومین است یا از نوع نیروهای الکترستاتیک باشند، مانند جداسازی یون‌ها بوسیله کروماتوگرافی تبادل یونی که در آن فاز ساکن یک ماده مبادله کننده یون است ، یا ممکن است از یک ستون که از ماده مناسب متخلخلی پر شده، برای جدا کردن مواد حل‌شده بر اساس اندازه مولکول آنها استفاده کرد، مانند کروماتوگرافی ژلی.

کروماتوگرافی لایه نازک نمونه ویژه‌ای از کروماتوگرافی جذب سطحی است که در این روش ، به جای اینکه جاذب را در یک ستون استوانه‌ای پر کنیم، آن را بصورت لایه نازک روی یک صفحه شیشه‌ای یا لایه پلاستیکی یا ورقه فلزی قرار می‌دهیم.

کروماتوگرافی تبادل یونی
اطلاعات اولیه
کروماتوگرافی تبادل یونی در ستون‌ها ، بطور انحصاری ، کاربرد رزین‌های تبادل یونی محدود می‌شود زیرا این مواد به طور عمده خواص مطلوبی ، مانند پایداری مکانیکی و شیمیایی و یکنواختی اندازه دانه‌ها ( ذرات ) دارند، پودر سلولز که آن گرده‌های تبادل یونی به طریق شیمیایی قرار داده شده باشند نیز برای جداسازی مواد در ستون‌ها به کار می‌رود. ورقه‌هایی از سلولز عمل شده فوق و ورقه‌های سلولز پر شده با رزین‌های تبادل یونی را در روش کروموتوگرافی کاغذی برای جداسازی‌هایی که شامل تبادل یونی هستند، می‌توان مورد استفاده قرار داد.
تو صیف
در کروماتوگرافی تبادل یونی جداسازی مواد از نوع کروماتوگرافی که در آنها رزین به جای جاذب در کروماتوگرافی جذبی قرار می‌گیرد، است. مقادیر زیادی از رزین‌های تبادل یونی برای جدا کردن کامل یون‌ها از محلول در آزمایشگاه و نیز در مقیاس صنعتی به کار می‌روند. یعنی از جداسازی‌های فوق العاده جالب عبارتند از جداسازی مواد لانتایندها، آکتینیدها و اسیدهای آمینه.
رزین‌های متداول تبادل یونی
رزین‌های متداول تبادل یونی که به طور مصنوعی ساخته می‌شوند، بر پایه قالب غیر محلولی از یک بسپار بزرگ ، معمولا پلی استیرن ، استوار هستند. ولی بعضی از آنها متکی بر اسید متا اکریلیک هستند. نوع اول با بسپار کردن استیرن در حضور مقدار کمی از دی وینیل بنزن ساخته می‌شود. دی وینیل بنرن میزان اتصالات عرضی را که عامل مهمی در کروماتوگرافی است کنترل می‌کند. اتصالات عرضی ، بسپار را به حالت نامحلول در می‌آورد. اگر میزان اتصالات عرضی خیلی کم باشد رزین مستعد جذب مایع اضافی می‌شود و در نتیجه آماس زیادی می‌کند، در حالی که اتصالات عرضی زیاده از حد ، ظرفیت تبادل رزین را ، احتمالا به علت ممانعت فضایی کم می‌کند.

گرده‌های قطبی که باعث خواص تبادل یون در رزین می شوند به جز در مورد اسید پلی متا اکریلیک، بعد از عمل بسپار شدن به رزین اضافه می‌شوند. با بسپار شدن در یک امولسیون آبی می‌توان دانه‌هایی با اندازه‌های معین تهیه کرد و در این صورت است که رزین‌ها برای عمل یون زدایی و اهداف کروماتوگرافی به کار می‌روند. بعضی از رزین‌ها را به شکل ورقه می‌سازند که در این صورت غشاهای تبادل یونی به دست می‌آیند. این غشاها به این صورت کاربردی در کروماتوگرافی ندارند ولی می‌توان از آنها برای نمک‌زدایی محلول‌ها ، که ممکن است یک عمل مقدماتی ضروری برای یک جداسازی مواد کروماتوگرافی مورد نظر باشد، استفاده کرد.

• مواد مبادله کننده یون : تبادل گرهای کاتیونی و آنیونی دو نوع عمده مواد مبادله کننده یون هستند که آنها را به نوبه خود می‌توان بر حسب قدرتشان به اسید و باز تقسیم‌بندی کرد.
• تبادل‌گر کاتیونی : گروه‌های قطبی در تبادل‌گرهای کاتیونی، که یا و یا می‌باشند، خاصیت اسیدی دارند این گروه‌‌ها به مولکول‌های بسپار به طور قطعی متصل هستند و در معرض محلول‌ حاوی یون‌هایی که باید حذف یا جدا شوند، قرار می‌گیرند.
• گروه‌های قطبی در تبادل گرهای آنیونی گروه‌های آمونیوم نوع سوم یا چهارم هستند و مثل هم عمل می‌کنند. تبادل‌گر آنیونی بیشتر به شکل کلرید هستند تا به شکل هیدروکسید زیرا کلریدها پایدارتر هستند.
خواص رزین‌ها
• باید دارای گروه‌های مبادله کننده تک عاملی باشد. برای رزین‌های جدید هیچ مشکلی در این مورد وجود ندارد ولی محصولات اولیه که از فنل ساخته می‌شدند چند عاملی بودند و خواص تبادل آنها بستگی به PH محلولی که در آن قرار می‌‌گرفتند، داشت. از این نقطه نظر این رزین‌ها برای کروماتوگرافی مناسب نبودند.
• باید درجه اتصالات عرضی کنترل شده داشته باشد. ۴ – ۸ % بهترین درجه برای کروماتوگرافی است.
• گستره اندازه ذرات باید تا آنجایی که ممکن است کوچک باشد.
• اندازه ذرات باید، تا آنجایی که عملی است کوچک باشد.

مزیت اساسی کروماتوگرافی تبادل یونی
در کروماتوگرافی ، محلول‌های بکار رفته اکثرا رقیق هستند و در نتیجه روش شستشو بیشتر به کار می‌رود و اغلب جداسازی‌های بسیار رضایت بخشی به دست می‌آید. در مورد رزین‌ها تجزیه جانشینی و تجزیه مرحله‌ای و شستشوی تدریجی همگی به کار می‌روند. ولی از تجزیه جبهه‌ای استفاده نمی‌شود. روش دیگر شستشو ، تحت عنوان گزینش پذیری ، نیز کارآیی مفیدی دارد. این روش به تغییر فعالیت یون‌هایی بستگی دارد که باید بوسیله عامل شوینده‌ای که با یون‌ها تشکیل کمپلکس می‌دهد جدا شوند.
تشکیل کمپکس بدون شک عامل مهمی در سایر روش‌های کروماتوگرافی ، مخصوصا در جداسازی‌های معدنی روی کاغذ است، ولی در هیچ یک از سایر روش‌ها این موضوع به همان وسعت که در کروماتوگرافی تبادل یونی استفاده شده، مطالعه نشده است. یکی از قدیمیترین و جالب‌ترین موفقیت‌ها در کروماتوگرافی تبادل یونی جداسازی مواد لانتایندها در یک رزین اسید قوی و با استفاده از یک محلول سیترات تامپونی برای شستشو است.
کروماتوگرافی نمک زنی
در روش کروماتوگرافی نمک‌زنی ، از رزین‌های تبادل یونی برای جداسازی مواد غیر الکترولیت‌ها ، با شستن آنها از ستون به وسیله محلول‌های آبی یک نمک ، استفاده می‌شود. اجسام جدا شده بوسیله این روش ، اترها ، آلدئیدها ، کتون‌ها و آمین‌ها هستند.
تبادل‌گرهای یون معدنی
بعضی از نمک‌های معدنی برای پر کردن کاغذ و آماده سازی آن به منظور استفاده در جداسازی‌ها که بر اثر تبادل یون صورت می‌گیرند، بکار می‌روند. یکی از دلایل توجه به مواد معدنی این است که تبادل‌گرهای یونی رزینی بر اثر تابش مستعد خراب شدن هستند. بنابراین در حقیقت برای استفاده با محلول‌های خیلی فعال مناسب نیستند. اگر چه برای جداسازی مواد ، به عنوان مثال ، مخلوط‌های اکتیندها یا موفقیت به کاربرده شده‌اند. مواد معدنی دارای مزایای دیگری مانند گزینش پذیری خیلی زیاد برای بعضی از یون‌ها مانند روبیدیم و سزیم و توانایی در برابر محلو‌ل‌های با دمای بالا هستند.

به علاوه تبادل گرهای یونی معدنی وقتی که در آب قرار می‌گیرند به مقدار قابل توجهی آماس نمی‌کنند و حجم آنها با تغییر قدرت یونی محلول در تماس با آنها تغییر نمی‌کند. از طرف دیگر ، بعضی از مواد معدنی معایبی مانند انحلال پذیری یا والختی در بعضی از PHها که در آن معمولا رزین‌ها پایدارند، دارند یا ممکن است در محلول‌هایی که رزین‌ها غیر محلول هستند، حل شوند. همچنین تبادل‌گرهای یونی معدنی ممکن است به شکل بلورهای ریز باشند که به علت ممانعت از عبور فاز متحرک ، برای پر کردن در ستون‌ها مناسب نیستند. اگر چه راههایی برای فائق آمدن به این مشکل وجود دارد.

کروماتوگرافی ژلی

اطلاعات اولیه
در مطالعات جذب سطحی بر روی سیلیکاژل و کربن فعال ، اثرات الک مولکولی با موادی که جرم مولکولی بالایی دارند، مشاهده شده است. جداسازی‌های مبتنی بر الک کردن مولکولی را می‌توان بر روی اجسام بی‌بار در جریان مهاجرت الکترو اسمزی از داخل ژل‌ها انجام داد. این اساس جداسازی‌هایی را که مبتنی بر اندازه‌های نسبی مولکول‌ها هستند، تشکیل می‌دهند و از اصطلاح صاف کردن بوسیله ژل استفاده می‌شود.
سیر تحولی و رشد
در سال ۱۹۵۴ ، “مولد وسینچ” نشان دادند که جداسازی‌ها مبتنی بر الک کردن مولکولی را می‌توان بر روی اجسام بی‌بار از داخل ژل‌ها انجام داد. در سال ۱۹۵۹ “پورات” و “فلودین” ، اصل معینی را ارائه دادند و از اصطلاح ، صاف کردن بوسیله ژل برای شرح روش خودشان در مورد جداسازی مواد مولکول‌هایی با منشاء زیستی در سیستم‌های آبی بوسیله ژل‌های پلی‌ساکارید استفاده کردند.

ولی “د ترمان” در سال ۱۹۶۴ پیشنهاد کرد که کروماتوگرافی ژلی ( Gel Cromatography ) ، عمومی‌ترین اسم برای این شیوه است.
نکات قابل توجه این روش
در کروماتوگرافی ژلی ، فاز ساکن از یک قالب بسپار متخلخل تشکیل شده است که منفذهای آن بوسیله حلالی که به عنوان فاز متحرک بکار می‌رود، کاملا پر شده است. اندازه سوراخ بسیار مهم است چون اساس جدایی بر این است که مولکولی‌های بزرگتر از یک اندازه معین اصلا وارد سوراخ‌ها نشوند و تمام یا قسمتی از سوراخ‌ها برای ورود مولکول‌های کوچکتر آماده است. جریان فاز متحرک موجب می‌شود که مولکول‌های بزرگتر بدون برخورد با مانعی ، بدون نفوذ در قالب ژل از ستون عبور کنند، در حالی‌که مولکول‌های کوچک‌تر بر حسب شدت نفوذ آنها در ژل در ستون نگه داشته می‌شوند.
خروج اجزای مخلوط
بدین ترتیب اجزای مخلوط به ترتیب جرم مولکولی نسبی از ستون خارج می‌شوند، ابتدا بزرگترین مولکول خارج می‌شود. ترکیباتی که اصلا وارد ژل نمی‌شوند از یکدیگر جدا نمی‌شوند و همچنین مولکول‌های کوچکی که کاملا در ژل نفوذ می‌کنند، از یکدیگر جدا نمی‌شوند. مولکول‌های کوچکی که کاملا در ژل نفوذ می‌کنند از یکدیگر جدا نمی‌شوند. مولکول‌های با اندازه متوسط بر حسب درجه نفوذ آنها در قالب در ستون نگه داشته می‌شوند. اگر مواد ترکیب شیمیایی مشابه داشته باشند، به ترتیب جرم مولکولی نسبی از ستون شسته می‌شوند.
مقایسه با کروماتوگرافی تقسیمی
از اثرات جذب سطحی بر روی سطح ذرات ژل معمولا می‌توان صرف نظر کرد و در نتیجه کروماتوگرافی ژلی را می‌توان به‌عنوان نوعی کروماتوگرافی تقسیمی در نظر گرفت. مایع موجود در داخل قالب ژل ، فاز ساکن و شوینده سیالی که بقیه ستون را پر می‌کند، فاز متحرک را تشکیل می‌دهند. به‌عبارت دیگر ، یک ستون تقسیمی داریم که در آن دو فاز مایع ، متحرک و ساکن ، ترکیب یکسانی دارند.
ماهیت ژل کروماتوگرافی
ژل باید تا حد ممکن از نظر شیمیایی بی‌اثر و از نظر مکانیکی تا حد امکان پایدار باشد. مواد ژلی بصورت دانه تهیه می‌شوند و لازم است همانند رزین‌های تبادل یونی ، اندازه ذرات نسبتا یکنواخت باشد و تخلخل یکنواختی داشته باشد.
نمونه
گرانروی نمونه مهم است و نباید از دو برابر گرانروی شوینده بیشتر باشد. حجم نمونه نیز مهم است. هر قدر حجم نمونه کمتر باشد، کاهش غلظت هر جزء در محلول خارج شده بیشتر خواهد بود. این اثر رقیق شدن در تصمیم‌گیری در مورد اندازه‌های ستون و نمونه باید مد نظر قرار گیرد.
کاربرد کروماتوگرافی ژلی
با اینکه این روش بیشتر برای جداسازی‌هایی در مقیاس کوچک در کارهای تحقیقاتی و تجزیه‌های روزمره بکار می‌رود، ولی کاربردهایی نیز در مقیاس بالاتر در تولیدات صنعتی دارد. کروماتوگرافی ژلی ابتدا برای جداسازی مواد مولکول‌های بزرگی که منشاء زیستی دارند، مانند پروتئین‌ها ، پلی‌ساکاریدها ، اسیدهای نوکلئیک و آنریم‌ها بکار رفت و هنوز هم بیشترین کاربرد این روش در همین زمینه‌ها است.

اخیرا جداسازی مواد و بررسی بسپارهای مصنوعی ، حدود کاربرد این روش را افزایش داده‌اند و این روش ، قسمت مهمی از تکنولوژی بسپارها شده است. نمک‌زدایی از محلول‌ها برای مثال از پروتئین‌ها، یکی از کاربردها‌ی مهم محیط‌های ژلی است.
در جداسازی مواد بوسیله کروماتوگرافی تقسیمی در ستون ، شیوه کار بسیار شبیه به شیوه کروماتوگرافی جذب سطحی است. اختلاف اصلی دو روش در ماهیت ماده پر شده در ستون است.

كروماتوگرافي تقسيمي :
اساس کار کروماتوگرافی تقسیمی
سرعت حرکت یک جزء از مخلوط تابع انحلال پذیری آن در فاز ساکن است. به عبارت دیگر ، جدا شدن اجزا بر اساس تقسیم بین دو مایع است. اجسامی که بیشتر حل می‌شوند، کندتر از اجسامی که کمتر حل می‌شوند به طرف پایین ستون حرکت می‌کنند. در جریان عبور از ستون ، اجسام میان دو فاز تقسیم می‌شوند و جداسازی مواد بر اساس اختلاف میان ضرایب تقسیم آنها انجام می‌شوند.

یک مورد خاص
کروماتوگرافی کاغذی مورد خاصی از کروماتوگرافی تقسیمی به شمار می‌رود که در آن صفحات کاغذی جای ستون پر شده را می‌گیرند.
خصو صیات
یکی از خصوصیات اساسی کروماتوگرافی این است که مخلوط اجسام ابتدا به صورت یک نوار در ستون که در نتیجه جذب سطحی یا جذب به وسیله فاز ساکن به وجود می‌آید، ظاهر می‌شود. برای جداسازی مواد اجزای باید عمل دیگر روی نوار انجام گیرد. تجزیه به روش‌های گوناگونی انجام می‌گیرد.
مقایسه با کروماتوگرافی جذب سطحی
می‌توان گفت که روش‌های تقسیمی برای جداسازی ترکیبات شیمیایی نزدیک به هم ، مانند اعضای سری‌های ترکیبات مشابه ، مناسب‌تر است. مزیت اصلی روش تقسیمی این است که نوارهای کروماتوگرافی حاصل ، به علت وجود دنباله ، نسبتا باریک و در نتیجه استفاده از ستون‌ها کارآمدتر است. ظرفیت یک ستون تقسیمی ، در واحد حجم ، غالبا کوچک‌تر از ظرفیت یک ستون جذب سطحی بوده و گاهی این اختلاف خیلی زیاد است.

کروماتوگرافی کاغذی (paper chromatoghraphy)
اطلاعات اولیه
انواع جداسازی‌های مختلف و ساده بر روی کاغذ به عنوان پیشروان کروماتوگرافی کاغذی توصیف شده‌اند. این سیستم معمولا به عنوان نمونه بارزی از سیستم تقسیمی در نظر گرفته می‌شود که در آن فاز ساکن آب است و به وسیله جذب سطحی بر روی مولکول‌های سلولز قرار می‌گیرد و مولکول‌های سلولز نیز به نوبه خود به وسیله ساختار الیافی کاغذ در وضعیت‌های ثابت نگه داشته می‌شود. امروزه ، به هر حال ، مشخص شده است که جذب سطحی اجزای فاز متحرک و حل شونده‌ها و اثرات تبادل یون نیز نقش‌هایی را ایفا می‌کنند و کاغذ به هیچ عنوان تنها به صورت تکیه گاه بی اثر نیست.
سیر تحولی رشد
روش پیشنهادی رانگ در سال ۱۸۵۰ و فرآیندی که آن را تجزیه موئینه‌ای می‌نامند، از جمله آنها می‌باشند. چنین روش‌هایی در واقع بیشتر شبیه کروماتوگرافی جذب سطحی بودند و کروماتوگرافی کاغذی به مفهوم فعلی ، گسترش سیستم تقسیمی است که به وسیله مارتین و سینج در سال ۱۹۴۱ ارائه شد. در سال ۱۹۴۴ کونسدن ، گوردن و مارتین اسیدهای آمینه و پپتیدهای موجود در محصول آبکافت ، پروتئین پشم را به وسیله روشی جدا کردند که در آن به جای ستون پودر از یک صفحه یا نوار کاغذی آویزان در داخل یک ظرف سرپوش‌دار استفاده شده بود.
کاربرد
در ابتدا کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مخلوط‌های مواد آلی به کار رفت. ولی بعد از آن ، عمدتا به وسیله برستال و پولارد و همکاران آنها ، برای جداسازی یون‌های معدنی به سرعت به کار گرفته شد. هم آنیون‌ها و هم کاتیون‌ها را به وسیله این روش می‌توان جدا کرد.
خصوصیت ویژه
یک خصوصیت ویژه روش کروماتوگرافی کاغذی این است که چیزی مربوط به محلول یا گاز خارج شده از ستون که در سیستم‌های معمول مایع یا گاز با آن برخورد می‌کنیم وجود ندارد. ترکیبات جدا شده روی کاغذ مکان‌یابی و شناسایی می‌شوند در نتیجه ، جداسازی به طور نسبتا دائم در روی کاغذ ثبت می‌شود. در این روش اجزای جدا شده جمع آوری نمی‌شوند و احتیاجی به وسایل پیچیده کنترل پیوسته نیست. اندازه گیری کمی ترکیبات جدا شده را می‌توان روی کاغذ انجام داد ولی اگر بخواهند اجرای را از کاغذ خارج کنند. تنها کار لازم این است که قسمت مربوط به هر یک از اجسام را از کاغذ ببرند و هر یک را به طور جداگانه بشویند.
طرح کلی روش
قطره‌ای از محلولحاوی مخلوطی که باید جدا شود را روی یک صفحه یا نوار کاغذ صافی در محل علامت گذاری شده قرار می‌دهند. در این محل ، قطره به صورت یک لکه حلقوی پخش می‌شود. وقتی که لکه خشک شده کاغذ را در یک ظرف مناسب سربسته طوری قرار دهند که یک سر آن در حلال انتخاب شده به عنوان فاز متحرک فرو رود. حلال از طریق الیاف کاغذ در نتیجه عمل موئینگی نفوذ می‌کند و نکته مهم این است که سطح کاغذ نباید کاملا به وسیله حلال پوشانده شود. زیرا در این صورت ، اصلا جدا سازی صورت نمی‌گیرد یا نواحی خیلی پخش می‌شوند.

وقتی که جبهه حلال مسافت مناسبی را طی کرد یا بعد از یک زمان از قبل تعیین شده ، کاغذ را از طرف بیرون آورده ، جبهه حلال را با علامتی مشخص می‌کنند و می‌گذارند تا صفحه خشک شود. وقتی که محل‌های مناطق جدا شده آشکار شدند لازم است که هر یک از اجسام به طور جداگانه شناسایی شوند. در موارد ایده‌آل ، هر جسم با واکنشگر مکان‌یاب ، رنگ مخصوصی می‌دهد که در مورد مواد معدنی بیشتر و درمورد مواد آلی کمتر مشاهده می‌شود. ساده‌ترین روش شناسایی بر اساس مقدار Rf یعنی نسبت فاصله طی شده به وسیله جبهه حلال است.
خارج کردن جسم از کاغذ
روش‌های ارائه شده مستلزم به کارگیری یک واکنشگر مکان یاب شیمیایی برای تعیین محل لکه هستند، و لکه‌های رنگی اساس ارزیابی را تشکیل می‌دهند. بعضی اوقات می‌توان کمپلکس را شستشو داد و به وسیله روش رنگ سنجی تخمین زد، ولی اگر تغییر شیمیایی قابل قبول نباشد ماده تغییر نیافته را باید شستشو داد. عمل شستشو را می‌توان با وارد کردن تکه کاغذ در یک حلال ، به وسیله استخراج در یک دستگاه سوکسیله ، یا با استفاده از آرایش خاصی ، که در کاغذ یک جریان نزولی کروماتوگرافی ایجاد می‌نماید، انجام داد. برای جداسازی‌های معدنی تکه‌های کاغذ را می‌توان به صورت خاکستر در آورده ، باقیمانده‌ها را در اسید حل کرد. نتایج این روش به اندازه روش شستشو خوب نیستند. از اینرو محلول‌های به دست آمده را می‌توان به وسیله هر روش مناسبی تجزیه کرد، روش‌هایی که اغلب به دنبال روش‌های کروماتوگرافی به کار می‌روند عبارتند از رنگ سنجی و قطبش نگاری.

پیدا کردن یک روش کروماتوگرافی ، که بتواند به طور کمی تمامی اجزای یک مخلوط را جدا کند، مطلقا ضروری نیست. ارزیابی کمی فلزات با قطبش نگاری و ارزیابی کمی مواد آلی مشکل‌تر از فلزات است زیرا ، برای مواد آلی ، روش‌های موجود برای آزمایش محلول حاصل از شستشو محدودتر هستند. ارزیابی مواد آلی معمولا بر روی کاغذ صورت می‌گیرند و بنابراین ، لازم است که هر جسمی از اجسام دیگر به طور کمی جدا شود.
نقایص کروماتوگرافی کاغذی
• لکه‌های چند تایی :
در کروماتوگرافی یون‌ها فلزی ، اگر دارای آنیونی متفاوت از آنیون موجود در محلول اولیه باشد، ممکن است رقابتی بین آنیون‌ها برای یون فلزی وجود داشته باشد، که در نتیجه دو لکه به دست می‌آید که هر یک از آنها مربوط به یکی از نمکهای فلزی می‌باشد. ممکن است یون فلزی دو کمپلکس متفاوت با حلال ایجاد کند. در جدا سازی‌های آلی ، ممکن است جسم دو شکل متفاوت وجود داشته باشد. به عنوان مثال یک آمینو اسید می‌تواند به صورت کاتیون و یون دو قطبی باشد.
• دنباله دار شدن :
اگر مخلوط یه مقدار زیاد از حد روی کاغذ قرار داده شود، یا سرعت عبور حلال متفاوت باشد، جسم نمی‌تواند برای ایجاد یک لکه مجزا به تعادل برسد. در این صورت این لکه ، در سطح بزرگی از کاغذ پخش شده و از حلال در حال پیشروی عقب می‌ماند. دنباله‌دار شدن ممکن است به سبب اثرات جذبی سطحی تر ایجاد شود.
• اثرات لبه یا کناره :
لکه‌ها خیلی نزدیک به کنار نوار ، ممکن است در امتداد کنار کاغذ پخش شوند، عمل نفوذ ممکن است به علت بالا بودن غلظت موضعی فاز متحرک در آن ناحیه ، و یا به علت بالاتر بودن سرعت تبخیر حلال در کنار کاغذ ، که منجر به اثرات تقسیمی غیرعادی می‌شوند، باشد.
روش کمی کروماتوگرافی کاغذی
کاربرد کمی این روش نه تنها احتیاج به یک جداسازی کمی ، بلکه مکان‌یابی و ارزیابی کمی اجسام موجود نیز دارد. یک جداسازی کیفی رضایت بخش ، الزاما برای کار کمی مفید نیست. اندازه گیری کمی را می‌توان یا با سنجش مقدار جسم موجود در لکه روی کاغذ ، یا با خارج کردن جسم از کاغذ و تجزیه اجزای جدا شده به وسیله روش‌های کمی متداول انجام داد. لکه اولیه از نمونه مناسب روی کاغذ قرار می‌دهند، خشک کردن لکه باید تحت شرایط استاندارد زمان و دما صورت گیرد.

در تهیه حلال باید دقت زیادی روی نسبت‌های اجزای صورت گیرد، برقرار ساختن تعادل باید به طور استاندارد انجام گیرد، طول عبور حلال در تمامی نوبت‌ها یکسان باشد، در طول آزمایش ، دما باید ثابت بماند، و خشک کردن ورقه باید در یک زمان و دمای استاندارد انجام گیرد. واکنشگر مکان‌یاب (در صورت استفاده از لکه‌های رنگی( باید به طریق کاملا تکرارپذیر افزوده شود. و هر عمل بعدی ، مانند خشک کردن یا قراردادن در معرض بخار آمونیاک ، باید در مدت استاندارد انجام گیرد. مقدار جسمی که در یک جداسازی کروماتوگرافی باید روی کاغذ قرار گیرد، متغیر است.
موارد استعمال کروماتوگرافی کاغذی
• منابع علمی مربوط به روش‌های تجزیه‌ای و بررسی ترکیبات طبیعی نشان می‌دهد که کروماتوگرافی کاغذی در هر رشته‌ای کاربرد دارد. با این همه ، این روش هنوز هم در جداسازی‌های مواد با ماهیت زیستی وسیعترین کاربرد را دارد.
• کروماتوگرافی کاغذی اکثرا به عنوان یک وسیله تحقیقاتی به کار می‌رود، و به طور گسترده‌ای در تجزیه‌های روزمره مخصوصا در جداسازی‌های جدیدی که هیچ روش کلاسیک برای آنها وجود ندارد، نیز مورد استفاده قرار می گیرد. روش اخیر در مسائل کلینیکی و زیست شیمیایی ، جداسازی اسیدهای آمینه و پپتیدها در بررسی ساختارهای پروتئین کاربد دارد.
• آزمایش روزمره ادرار و سایر مایعات بدن برای اسید آمینه و قند ، جداسازی بازهای پورین و نوکلئوتیدها در آزمایش اسیدهای نوکلئیک ، جداسازی استرئیدها ، تجزیه عمومی ، تجزیه بسپارها ، تشخیص و ارزیابی فلزات در خاک ها و نمونه های زمین شناسی ، بررسی ترکیبات فنلی در عصاره های گیاهی ، جداسازی آلکالوئیدها ، جداسازی ترکیبات علامت دار به وسیله رادیو ایزوتوپ‌ها ، کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مواد فرار غیر فعال مانند هیدروکربن‌ها و دیگری جداسازی اسیدهای چرب با فراریت بیشتر مناسب نمی باشد.
کروماتوگرافی ستون مویین (Capillary Column Chramatography)

گولای نظریه و موارد استعمال ستون‌های مویین را برای اولین بار ارائه داده به طور نظری ، برای ستونی که دارای یک لوله مویین طویل با جدار داخلی پوشانده شده از لایه نازکی از فاز ساکن است کارایی بسیار بالایی پیش‌بینی می‌شود و این پیش‌بینی در عمل به اثبات رسیده است.

برای انجام کروماتوگرافی ستون مویین ، تغییراتی باید انجام گیرد. این تغییرات شامل روش مخصوصی برای وارد کردن نمونه ، خود ستون مویین و استفاده از یک آشکارساز خیلی حساس با حجم کوچک و پاسخ سریع است.
نمونه در ستون مویین
وقتی که از یک ستون مویین استفاده می‌شود، چون مقدار فاز ساکنی که می‌تواند در دیواره‌های ستون نگه داشته شود، کم است. بنابراین ، برای اندازه‌‌های نمونه باید خیلی کوچک باشد. برای اینکه مقدار نمونه وارد شده به ستون قابل تکرار باشد و در عین حال ، برای کارایی ستون ، به اندازه کافی کم باشد، ساده‌ترین راه ، استفاده از یک وسیله تقسیم کننده جریان است. تقسیم جریان باید خطی باشد. یعنی ، بدون در نظر گرفتن تغییرات دما ، سرعت عبور ، اندازه نمونه ، نسبت تقسیم و غیره ، قسمتی از هر جزء مخلوط که به ستون می‌رسد باید برابر با قسمتی از گاز حامل باشد که از ستون عبور می‌کند.
درصورت بهره‌برداری کامل ، ستون‌های مویین به خوبی می‌توانند حداکثر قدرت را در جداسازی مواد به روش‌های کروماتوگرافی نشان دهند. ستون‌های مویین می‌توانند مؤثرتر از ستون‌های پر معمولی باشند. قدرت جداسازی مواد ستون‌های مویین پنج برابر ستون‌های معمولی است و زمان جداسازی مواد کمتر است. ستون‌های مویین در دماهای پایین‌تر از آنچه که معمولا با یک ستون پر امکان دارد، به علت نیاز به مقادیر فوق‌العاده کمی از نمونه ، قادر به جداسازی مواد مخلوط‌ها هستند. استفاده از آشکارسازهای بسیار حساس ، ستون‌های معمولی را نیز قادر می‌سازد که در دماهای پایین‌تز از دمای نرمال عمل کنند، زیرا در این صورت هم نمونه‌های بسیار کم را می‌توان به کار برد.
جداسازی مواد
شرایط لازم برای یک آشکارساز خوب ، حساسیت بالا ، حجم کوچک و پاسخ سریع است و این سه معیار در اغلب آشکارسازهای پوشش وجود دارند. زمان لازم برای بعضی از جداسازی‌ها آنقدر کوتاه است و اجزای جدا شده با چنان سرعتی از ستون خارج می‌شوند که ثبات‌های معمولی پتانسیل سنجی قادر به همگامی با علائم حاصل از آشکارساز نیستند. در چنین مواردی از دستگاه دیگری مانند یک نوسان کننده اشعه کاتد برای نمایش علائم می‌توان استفاده کرد. با اینکه چنین سرعت زیادی شاید اغراق‌ آمیز باشد ولی باز هم مصلحت است که از یک ثبات با سریع‌ترین سرعت پاسخ ممکن استفاده شود.
معایب استفاده از ستون مویین
معایب استفاده از یک ستون مویین بیشتر مربوط به ریزه‌کاری هر روش است. یعنی احتیاط بیشتری در عمل لازم است. به عنوان مثال ، وارد کردن نمونه‌های خیلی کم به ستون بطور تکرار‌ پذیر مشکل است. و جمع‌آوری سطح مخصوص حداقل ۱ است. آکنه‌ای که بسیار در کروماتوگرافی استفاده می‌شود خاک دیاتومه‌ای است. با کاهش اندازه آکنه‌ها بازده ستون افزایش می‌یابد. اختلاف فشار مورد نیاز برای حفظ شدت جریان گاز حاصل با توان دوم اندازه ذرات نسبت عکس دارد.
کاربرد
کروماتوگرافی مخصوصا در مطالعات آلودگی محیط زیست اهمیت دارد زیرا بسیاری از آلوده کننده‌ها مانند ترکیبات آلی فسفر و هیدروکربن‌های کروماتوگرافی گازی مخصوصا برای جداسازی ترکیبات آلی ، و تعداد کمی از مخلوط‌های معدنی به کار می‌رود، بنابراین پیشرفت‌های بیشتری در این رشته امکان پذیر است. امروزه کروماتوگرافی گازی بیشتر برای شناسایی اجسام پیچیده مانند بسپارها و مواد زیستی به کار می‌رود.

به این ترتیب که ابتدا این اجسام را در شرایط به دقت استاندارد شده گرما کافت می‌کنند و به دنبال آن محصولات گازی حاصل را در یک کروماتوگارف گازی جدا کرده، کروماتوگرام ویژه جسم را به دست می‌آورند. کاربردهای زیست پزشکی کروماتوگرافی گازی برای تشخیص طبی مطالعات بی‌نظمی‌های متابولیک و همچنین کاربرد آن در علوم جرم‌شناسی برای تشخیص داروهای تحریک کننده سیستم عصب مرکزی و الکل‌ها می‌باشد.