ما هو الفصل الكروماتوغرافي؟
لماذا سميّت الكروماتوغرافيا بهذا الاسم؟
ما هو مبدأ الفصل الكروماتوغرافي؟
استخدامات الكروماتوغرافيا:
ما هو الفصل الكروماتوغرافي؟

 

الكروماتوغرافيا هي تقنية تحليلية شائعة الاستخدام لفصل خليط من المواد الكيميائية إلى مكوناته الفردية، بحيث يمكن تحليل المكونات الفردية بدقة. هناك العديد من أنواع الفصل الكروماتوغرافي على سبيل المثال: كروماتوغرافيا السائل، كروماتوغرافيا الغاز، كروماتوغرافيا التبادل الأيوني، كروماتوغرافيا التقارب، لكن كل هذه تستخدم نفس المبادئ الأساسية. الكروماتوغرافيا هي تقنية فصل يعرفها كل كيميائي عضوي وكيميائي حيوي.

لماذا سميّت الكروماتوغرافيا بهذا الاسم؟

 

الكروماتوغرافيا هي طريقة كيميائية تحليلية لا تتيح فقط فصل المركبات، ولكن أيضًا من تحديدها وتحديد كمياتها. لذلك فهي أداة مهمة في البحث العلمي والصناعات الدوائية والطب الشرعي. تأتي الكلمة من الكرومو، أو “اللون” والرسم أو “الكتابة”، حيث تمّ تطويرها في الأصل من قبل ميخائيل تسفيت، عالم النبات الروسي الإيطالي الذي درس الكلوروفيل، والذي يعطي الأوراق لونها الأخضر. عند فصل خليط من أصباغ النبات التي يتم استخراجها، لاحظ وجود شرائط ملونة فردية مميزة لكل مكون. اليوم، تُستخدم هذه الطريقة لفصل المواد غير المرتبطة بألوانها.

ما هو مبدأ الفصل الكروماتوغرافي؟

 

تعتمد جميع أنواع الكروماتوغرافيا على نفس المبدأ: فصل المواد في خليط مذاب في سائل أو غاز، أو التي هي نفسها سائل أو غاز، وفقًا لتفاعلاتها الكيميائية مع السطح أو العمود المستخدم في الكروماتوغرافيا. يُطلق على هذا السطح اسم “الطور الثابت”، بينما يُطلق على السائل أو الغاز الذي يذوب فيه الخليط اسم “الطور المتحرك”. لأنّ قوة التفاعلات بين المكونات المختلفة في الثابت تختلف عن تلك الموجودة في الطور المتحرك، ستنتقل المكونات على طوله بسرعات مختلفة، لتصل إلى نقاط مختلفة على طول المرحلة الثابتة، وبالتالي يمكن فصلها.

ما هي أنواع الكروماتوغرافيا؟

هناك نوعان من الكروماتوغرافيا السطحية في الاستخدام المتكرر هما: كروماتوغرافيا الورق وكروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة TLC. في الكروماتوغرافيا الورقية، تكون المرحلة الثابتة عبارة عن شريط ورقي رفيع مصنوع من السليلوز، توضع عليه قطرة صغيرة من الخليط. يتم غمس الورق في سائل مثل الماء أو الإيثانول، والذي “يتسلق” الورق بسبب قوة الشعيرات الدموية. عندما يصل السائل إلى الخليط، فإنّه “يسحب” معه مكونات الخليط. المكونات المخلوطة التي شكلت تفاعلات قوية مع الورق سوف تتسلق الورق ببطء، بينما المواد التي شكلت تفاعلات ضعيفة مع الورق سوف تتسلق بسرعة. المنتج النهائي عبارة عن سلسلة من النقاط، حيث تمثل كل نقطة مكونًا مختلفًا من الخليط.

 

يتم إجراء كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة العادية على قطعة من الزجاج المطلي بطبقة رقيقة من السيليكا، هنا تعمل السيليكا كمرحلة ثابتة، والمذيب الذي يتم فيه غمس الصفيحة، والذي يعمل على تشغيل اللوحة بواسطة العمل الشعري هو الطور المتحرك. المرحلة الثابتة، أي السيليكا ذات طبيعة قطبية للغاية، في حين أنّ المذيب أقل قطبية مقارنة بالسيليكا. سوف تلتصق المكونات القطبية للتحليل بالسيليكا بإحكام، وبالتالي تنتقل ببطء إلى أعلى الصفيحة، كما أنّ المكونات الأقل قطبية أو غير القطبية لن تلتصق بقوة بالسيليكا وتنتقل إلى أعلى اللوح بسرعة نسبيًا مع المذيب.

 

تتطلب عمليات الفصل المفيدة اختلافًا كافيًا في قوة التفاعلات الفيزيائية لمكونات العينة في المرحلتين، جنبًا إلى جنب مع مساهمة إيجابية من خصائص نقل النظام التي تتحكم في حركة العينة داخل وبين المراحل. العديد من العوامل الرئيسية مسؤولة، أو تعمل معًا لإنتاج فصل مقبول. تتميز المركبات الفردية بقدرتها على المشاركة في التفاعلات المشتركة بين الجزيئات في المرحلتين، والتي يمكن أن تتميز عمومًا بثابت التوازن، وبالتالي فهي خاصية متنبأ بها من الديناميكا الحرارية الكيميائية.

 

التفاعلات هي فيزيائية بشكل أساسي من النوع أو تتضمن روابط كيميائية ضعيفة، على سبيل المثال: ثنائي القطب، تكوين الرابطة الهيدروجينية، نقل الشحنة، وقابلية الانعكاس، حيث لا تنتج الفواصل المفيدة إلّا إذا كان المركب يقضي بعض الوقت في كلا المرحلتين.

 

استخدامات الكروماتوغرافيا:

 

الكروماتوغرافيا هي تقنية الفصل الأكثر استخدامًا في المختبرات الكيميائية، حيث تُستخدم في التحليل والعزل والتنقية، وتُستخدم بشكل شائع في صناعة العمليات الكيميائية كعنصر من مكونات الإنتاج الصغير والكبير الحجم. من حيث الحجم، في الدقيقة القصوى يتم فصل الكميات التي تقل عن نانوجرام وتحديدها أثناء التحليل، بينما في الثانية تتم معالجة مئات الكيلوجرامات من المواد في الساعة إلى منتجات مكررة. إنّ تعدد استخدامات الكروماتوغرافيا في متغيراته العديدة هي التي تقف وراء وضعها في كل مكان في علم الفصل، إلى جانب بساطة النهج وإطار العمل المتطور بشكل معقول الذي تعمل فيه تقنيات الكروماتوغرافيا المختلفة.