CHROMATOGRAM: DO CZEGO SŁUŻY I RODZAJE - CHEMIA - 2026

Chromatogramu jest dwuwymiarowy zapis graficzny uzyskać na podłożu chłonnym, przedstawiający oddzielanie substancji poprzez chromatografię. Na chromatogramie tworzy się widoczny wzór, piki lub plamy, odzwierciedlające fizyczne rozdzielenie składników mieszaniny.

Dolna cyfra to chromatogram z trzema pikami, A, B i C, trzech składników próbki rozdzielonych metodą chromatografii. Zaobserwowano, że każdy z trzech pików ma inną wysokość i położenie na osi czasu chromatogramu.

Typowy chromatogram. Źródło: Heliagon, źródło Wikimedia Commons

Oś rzędnych lub oś Y rejestruje informacje o intensywności sygnału (w tym przypadku w miliwoltach mV). Reprezentuje zapis, w zależności od detektora, pewnych właściwości fizycznych substancji lub oddzielnego składnika mieszaniny.

Wysokość piku jest proporcjonalna do stężenia składnika wydzielonego z próbki w optymalnym układzie. Tak więc, na przykład, łatwo jest wyobrazić sobie, że składnik B ma wyższy udział niż A i C.

Na osi odciętych lub osi X przedstawiono czas retencji składników próbki lub mieszaniny. Jest to czas, który upływa od wstrzyknięcia próbki do jej zatrzymania, przy czym jest on inny dla każdej czystej substancji.

Do czego służy chromatogram?

Jest to końcowy zapis całego procesu chromatograficznego. Uzyskuje się z niego parametry, które mają znaczenie analityczne. Można to uzyskać w postaci pliku elektronicznego, wydrukowanego histogramu lub na nośniku procesowym; na przykład na papierze.

Oś Y jest generowana przez detektory sygnału lub odpowiedzi intensywności, takie jak spektrofotometry. Niezbędna jest optymalna analiza czasu, charakterystyki uzyskanych pików lub plamek; rozmiar, lokalizacja, kolor i inne aspekty.

Analizy chromatogramów na ogół wymagają użycia kontroli lub wzorców, substancji o znanej tożsamości i stężeniu. Analiza tych kontroli pozwala na ustalenie poprzez porównanie z charakterystycznymi próbkami składników badanej próbki.

Na chromatogramie można obserwować i analizować, jak przebiegało rozdzielanie składników mieszaniny. Jego optymalne badanie pozwala m.in. na identyfikację substancji, wykazanie jej czystości, ilościowe określenie ilości substancji obecnych w mieszaninie.

Uzyskane informacje mogą mieć charakter jakościowy; na przykład podczas identyfikacji substancji i określania ich czystości. Informacje ilościowe dotyczą określenia liczby składników w mieszaninie i stężenia oddzielonego analitu.

Identyfikacja substancji

Analizując wyniki chromatogramu, można zidentyfikować różne substancje, porównując czasy retencji z czasem retencji znanych substancji. Można zaobserwować, że badane substancje pokonują tę samą odległość, jeśli mają ten sam czas co znane substancje.

Na przykład chromatogram może wykryć i zidentyfikować metabolity leków, takich jak stymulanty i steroidy, w moczu sportowców. Stanowi ważne wsparcie w badaniach i badaniach niektórych metabolitów wytwarzanych przez zaburzenia genetyczne u noworodka.

Chromatogram ułatwia wykrycie m.in. węglowodorów chlorowcowanych obecnych w wodzie pitnej. Jest niezbędny w analizie laboratoryjnej kontroli jakości, ponieważ umożliwia wykrycie i identyfikację zanieczyszczeń obecnych w różnych produktach.

Klasyfikacja czystości substancji

Na chromatogramie można rozróżnić czyste i nieczyste substancje. Czysta substancja wytworzyłaby pojedynczy pik na chromatogramie; podczas gdy zanieczyszczona substancja powodowałaby dwa lub więcej pików.

Poprzez odpowiednie dostosowanie warunków, w których przeprowadza się chromatografię, można zapobiec tworzeniu się jednego piku przez dwie substancje.

Kwantyfikacja substancji

Analizując powierzchnię piku na chromatogramie, można obliczyć stężenie składników próbki.

Dlatego powierzchnia piku jest proporcjonalna do ilości substancji obecnej w próbce. Te dane ilościowe uzyskuje się w bardzo czułych systemach, takich jak na przykład generowane przez chromatografię gazową lub cieczową.

Rodzaje

Jedna z klasyfikacji chromatogramów jest ściśle związana z różnymi typami chromatografii, które generują odpowiedni chromatogram.

W zależności od warunków pracy detektory, między innymi, chromatogram będzie różnił się zawartością i jakością.

Chromatogramy na papierze lub cienkiej warstwie

Chromatogram można wygenerować bezpośrednio na papierze lub cienkiej warstwie, pokazując bezpośrednio rozkład lub rozkład składników próbki.

Jest bardzo przydatny do oddzielania i badania substancji barwnych zawierających naturalne pigmenty, takich jak chlorofil. Może być poddawany procesom rozwojowym w przypadku, gdy substancje nie mają naturalnego koloru i jest przydatny do badań jakościowych.

Chromatogramy generowane przez detektory

Chromatogram można również uzyskać za pomocą detektora, który rejestruje odpowiedź, sygnał wyjściowy lub końcowy sygnał chromatografii. Jak wspomniano wcześniej, ten detektor to zwykle między innymi spektrofotometr, spektrometr mas, automatyczne sekwencery, elektrochemia.

Chromatogramy generowane w kolumnach, zarówno gazów, jak i cieczy, a także te o wysokiej rozdzielczości w cienkich warstwach, wykorzystują detektory.

W zależności od typu detektora chromatogram można sklasyfikować jako różnicowy lub całkowy, w zależności od formy odpowiedzi detektora.

Chromatogram różnicowy

Detektor różnicowy w sposób ciągły mierzy sygnał odpowiedzi z chromatogramu, podczas gdy integralne detektory zbiorczo mierzą odpowiedni sygnał.

Chromatogram różnicowy to chromatogram uzyskany za pomocą detektora różnicowego. Do tych detektorów zalicza się na przykład spektrofotometry i detektory zmian przewodnictwa elektrycznego.

Ten rodzaj chromatogramu pokazał wynik separacji anionów z próbki, wykryty metodą fotometrii pośredniej. Te same wyniki uzyskano również w przypadku badania jonów, na przykład z ostatecznym wykrywaniem za pomocą konduktometrii.

Chromatogram różnicowy. Źródło: Pixabay

Górny wykres przedstawia przykład chromatogramu różnicowego uzyskanego za pomocą automatycznych sekwencerów DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego). Wykres wyraźnie pokazuje piki w czterech kolorach, po jednym kolorze dla każdej z zasad azotowych w DNA.

Dzięki wsparciu programu komputerowego, interpretacja sekwencji zasad analizowanego DNA jest ułatwiona, jak również dla bardziej złożonych analitów.

Chromatogram całkowy

Chromatogram całkowy odpowiada chromatogramowi uzyskanemu przez integralny detektor. Ten chromatogram przedstawia wydajność pojedynczego badanego składnika. Nie uzyskuje się wielu pików, jak w przypadku różnicy.

Na chromatogramie integralnym uzyskuje się zapis o kształcie opisanym jako krok. Ten kształt to część chromatogramu, która odpowiada ilości pojedynczej substancji wydostającej się z kolumny.

Bibliografia

1. Bhanot, D. (2013). Jak czytać chromatogram? Odzyskany z: lab-training.com
2. Carey, FA (2006). Organic Chemistry, szóste wydanie. Wydawnictwo Mc Graw Hill
3. Chromatografia dzisiaj. (2014). Co to jest chromatogram? Odzyskane z: chromatographytoday.com
4. Mathias, J. (2018). Przewodnik dla początkujących: Jak interpretować wyniki chromatografii gazowej Chromatografia spektrometrii mas. Odzyskane z: innovatechlabs.com
5. Hiszpańskie Towarzystwo Chromatografii i Technik Pokrewnych. (2014). Chromatogram. Odzyskany z: secyta.es
6. Wikipedia. (2019). Chromatografia papieru. Odzyskane z: wikipedia.org