KROMATOGRAMMI: MISTÄ SE ON JA TYYPIT - KEMIA - 2026

Kromatogrammi on kaksiulotteinen graafinen levy saatu imukykyistä materiaalia, joka esittää sellaisten aineiden erottaminen kromatografisesti. Kromatogrammissa muodostuu näkyvä kuvio, piikit tai täplät, mikä heijastaa seoksen komponenttien fysikaalista erottelua.

Alempi luku on kromatogrammi, jossa on kolme piikkiä, A, B ja C, kolmesta näytteen komponentista, jotka on erotettu kromatografialla. Havaitaan, että jokaisella kolmesta piikistä on erilainen korkeus ja sijainti kromatogrammin aika-akselilla.

Tyypillinen kromatogrammi. Lähde: Heliagon, Wikimedia Commonsista

Ordinaatti tai Y-akseli tallentaa signaalin voimakkuustiedot (millivolteina mV tässä tapauksessa). Esittää ilmaisimesta riippuen aineen tai seoksen erillisen komponentin fysikaalisten ominaisuuksien tietueen.

Piikin korkeus on verrannollinen näytteestä erotetun komponentin pitoisuuteen optimaalisessa järjestelmässä. Siten esimerkiksi on helppo visualisoida, että komponentti B on suurempi osuus kuin A ja C.

Abskissa- tai X-akselilla esitetään näytteen tai seoksen komponenttien retentioaika. On aika, joka kuluu näytteen injektoinnista siihen asti, kun se pysähtyy, koska se on erilainen jokaiselle puhtaalle aineelle.

Mikä on kromatogrammi?

Se on koko kromatografiaprosessin lopullinen tietue. Se saadaan analyyttisesti kiinnostavia parametreja. Tämä voidaan saada elektronisena tiedostona, painettuna histogrammina tai prosessiväliaineella; esimerkiksi paperille.

Y-akseli generoidaan signaali- tai voimakkuusvasteilmaisimilla, kuten spektrofotometreillä. Saatujen piikkien tai pisteiden ominaisuuksien optimaalinen analyysi ajasta on välttämätöntä; koko, sijainti, väri, muun muassa.

Kromatogrammien analysointi vaatii yleensä kontrollien tai standardien, aineiden, joiden identiteetti ja pitoisuus tunnetaan, käytön. Näiden kontrollien analysointi mahdollistaa tutkittavan näytteen ainesosien vertaamisen ominaisnäytteisiin verrattuna.

Kromatogrammissa voit tarkkailla ja analysoida, kuinka seoksen komponentit erotettiin. Sen optimaalinen tutkimus mahdollistaa aineen tunnistamisen, osoittaa sen puhtauden, kvantifioida seoksessa olevien aineiden määrän muun muassa.

Poimitut tiedot voivat olla laadullisia; esimerkiksi kun aineet tunnistetaan ja niiden puhtaus määritetään. Määrälliset tiedot koskevat seoksen komponenttien lukumäärän ja erotetun analyytin pitoisuuden määrittämistä.

Aineiden tunnistaminen

Analysoimalla kromatogrammin tulokset, eri aineet voidaan tunnistaa vertaamalla retentioaikoja tunnettujen aineiden retentioaikoihin. Voidaan havaita, kulkevatko tutkittavat aineet saman matkan, jos niillä on sama aika kuin tunnetuilla aineilla.

Kromatogrammi voi esimerkiksi havaita ja tunnistaa lääkkeiden kuten stimulanttien ja steroidien metaboliitit urheilijoiden virtsassa. Se on tärkeä tuki joidenkin vastasyntyneen geneettisten häiriöiden tuottamien metaboliittien tutkimuksessa ja tutkimuksessa.

Kromatogrammi helpottaa juomavedessä olevien halogenoitujen hiilivetyjen havaitsemista muiden aineiden joukosta. Se on välttämätöntä laadunvalvonnan laboratorioanalyysissä, koska se mahdollistaa eri tuotteissa olevien epäpuhtauksien havaitsemisen ja tunnistamisen.

Aineiden puhtauden luokitus

Kromatogrammissa voit erottaa puhtaat ja epäpuhtaat aineet. Puhdas aine tuottaisi yhden piikin kromatogrammissa; epäpuhtaat aineet tuottavat kaksi tai useampia piikkejä.

Säätämällä kunnolla olosuhteet, joissa kromatografia suoritetaan, kaksi ainetta voidaan estää muodostamasta yhtä piikkiä.

Aineiden kvantifiointi

Analysoimalla kromatogrammin piikkipinta-ala voidaan laskea näytekomponenttien pitoisuus.

Siksi piikin pinta-ala on verrannollinen näytteessä olevan aineen määrään. Nämä kvantitatiiviset tiedot saadaan erittäin herkissä järjestelmissä, kuten esimerkiksi kaasu- tai nestekromatografialla tuotetut.

Tyypit

Yksi kromatogrammien luokituksista liittyy läheisesti erityyppisiin kromatografiatyyppeihin, jotka tuottavat vastaavan kromatogrammin.

Kromatogrammi vaihtelee käyttöolosuhteista riippuen, muun muassa kromatogrammin sisällöstä ja laadusta.

Kromatogrammit paperille tai ohut kerros

Kromatogrammi voidaan tuottaa suoraan paperille tai ohuelle kerrokselle, osoittaen suoraan näytteen komponenttien jakauman tai jakauman.

Se on erittäin hyödyllinen sellaisten värillisten aineiden erottamisessa ja tutkimisessa, joissa on luonnollisia pigmenttejä, kuten klorofylli. Sille voidaan suorittaa kehitysprosesseja, jos aineilla ei ole luonnollista väriä, ja se on hyödyllinen laadullisissa tutkimuksissa.

Detektorien tuottamat kromatogrammit

Kromatogrammi voidaan saada myös käyttämällä detektoria, joka tallentaa kromatografian vasteen, ulostulon tai lopullisen signaalin. Kuten aiemmin mainittiin, tämä ilmaisin on yleensä muun muassa spektrofotometri, massaspektrometri, automaattiset sekvenssit, sähkökemikaalit.

Pylväissä tuotetut kromatogrammit, joko kaasu- tai nestemäiset, samoin kuin ne, joilla on korkea resoluutio ohuissa kerroksissa, käyttävät ilmaisimia.

Kromatogrammi voidaan luokitella ilmaisimen tyypistä riippuen differentiaaliseksi tai integraaliseksi detektorin vastemuodosta riippuen.

Tasauskromatogrammi

Erotusdetektori mittaa jatkuvasti kromatogrammin vastesignaalia, kun taas integroidut ilmaisimet mittaavat kumulatiivisesti vastaavan signaalin.

Erotuskromatogrammi on kromatogrammi, joka saadaan differentiaalidetektorilla. Nämä ilmaisimet sisältävät esimerkiksi spektrofotometrit ja ilmaisimet sähkönjohtavuuden muutoksille.

Tämäntyyppinen kromatogrammi on osoittanut anionien erottumisen tuloksen näytteestä, joka on havaittu epäsuoralla fotometrialla. Samat tulokset on saatu myös ionien tutkimiseen, esimerkiksi lopulliseen havaitsemiseen konduktimetrisesti.

Tasauskromatogrammi. Lähde: Pixabay

Ylempi kuvaaja esittää esimerkkiä differentiaalikromatogrammista, joka on saatu automaattisilla DNA (deoksiribonukleiinihappo) sekvenssereillä. Kaavio näyttää selvästi neljän värin piikit, yksi väri jokaiselle DNA: n typpipohjaiselle emäkselle.

Tietokoneistetun ohjelman tuella helpotetaan analysoidun DNA: n emästen sekvenssien tulkintaa samoin kuin monimutkaisempien analyyttien suhteen.

Integroitu kromatogrammi

Integroitu kromatogrammi vastaa integraalidetektorilla saatua kromatogrammia. Tämä kromatogrammi näyttää yhden tutkittavan komponentin tuotoksen. Useita piikkejä ei saada kuten differentiaalissa.

Integroidussa kromatogrammissa saadaan ennätys muodolla, joka kuvataan vaiheena. Tämä muoto on kromatogrammin osa, joka vastaa yksittäisen aineen määrää, joka tulee ulos pylväästä.

Viitteet

1. Bhanot, D. (2013). Kuinka lukea kromatogrammi? Palautettu osoitteesta: lab-training.com
2. Carey, FA (2006). Orgaanisen kemian kuudes painos. Mc Graw Hill -julkaisutoimisto
3. Kromatografia tänään. (2014). Mikä on kromatogrammi? Palautettu osoitteesta: chromatographytoday.com
4. Mathias, J. (2018). Aloittelijan opas: Kuinka tulkita kaasukromatografiakromatografia-massaspektrometriatuloksia. Palautettu osoitteesta: innovatechlabs.com
5. Espanjan kromatografiayhdistys ja siihen liittyvät tekniikat. (2014). Kromatogrammi. Palautettu: secyta.es
6. Wikipedia. (2019). Paperikromatografia. Palautettu osoitteesta: wikipedia.org