Виды планарной хроматографии (плоскостной)
- Бумажная
- Тонкослойная хроматография (ТСХ)
Достоинства:
- Быстро
- Недорого
- Информативно
- Экспрессный метод
- Не требует дорогостоящего оборудования
Тонкослойная хроматография (ТСХ)
- Адсорбционная ТСХ
- Распределительная бумажная
- Обращенно-фазовая
- Ионообменная
- Бумажная – жидкость-жидкость-твердый сорбент
ТСХ – Измайлов, Шрайбер (1938)
Движение растворителя происходит под действием капиллярных сил, поэтому в ТСХ используется более мелкий сорбент.
Постулаты теории ТСХ
- Скорость движения центра зоны хроматографируемого вещества составляет строго определенную долю скорости движения растворителя и является характеристикой системы сорбат-сорбент-растворитель.
- Происходящий в ТСХ процесс неидеален и сопровождается диффузией как по направлению движения растворителя, так и в перпендикулярном направлении. Диффузия вызывает размывание пятна во всех направлениях.
- Для установления равновесия в системе сорбат-сорбент требуется определенное время.
Хроматографическая подвижность (фактор замедления)
Rf – хроматографическая подвижность (фактор замедления), безразмерная величина, принимает значения от 0 до 1.
Факторы, влияющие на Rf
- сорбент (качество, активность)
- растворитель
- толщина слоя сорбента
- …
N – эффективность разделения, число теоретических тарелок
H – высота эквивалентной теоретической тарелки
Варианты исполнения ТСХ
Круговая хроматография – один из первых методов ТСХ, проба в центре.
Радиальная хроматография – на окружность наносятся несколько точек с исследуемыми веществами и «свидетелями», в центр подается растворитель.
Ступенчатое и ступенчатое градиентное элюирование
Элюирование с заменой растворителя, несколько прогонов.
Препаративная ТСХ
Двумерная ТСХ
В двух перпендикулярных плоскостях с заменой растворителя – определение числа компонентов.
Если проводить в том же растворителе, можно определить, не разлагается ли вещество на сорбенте.
Многократное элюирование
Применяется для разделения веществ с близкими значениями Rf
ВЭТСХ
Высокоэффективная тонкослойная хроматография
Адсорбент – тонкозернистый силикагель (размер зерен 60 ангстрем) с очень узким фракционным составом. Проба менее 10 мкг.
Центрифужная ТСХ
Круглые пластинки с закрепленным слоем сорбента, скорость вращения 500-700 оборотов в минуту, позволяет сократить время анализа.
Способы обнаружения веществ
Реактивы общего назначения:
- серная кислота
- пары йода
Специфические:
- тетрацетат свинца (проявление одноатомных спиртов, гликолей)
- нингидрин (проявление аминокислот)
- молибдат аммония (проявление фосфоросодержащих соединений)
- о-анизидин в уксусной кислоте (проявление альдегидов)
- реактив Бима – 5% раствор гидроксида калия в 99% этаноле
Бумажная хроматография
Метод бумажной хроматографии предложен Мартином и Синджем в 1941.
Бумажая хроматография — вид хроматографии, основанный на разнице коэффициентов распределения разделяемых веществ в двух несмешивающихся жидкостях.
Варианты бумажной хроматографии
- адсорбционная
- распределительная
- ионообменная (константы ионного обмена)
- осадочная (произведения растворимости)
- лигандообменная (константы устойчивости комплексов)
Бумага в бумажной хроматографии
Бумага может быть носителем неподвижной фазы, а может сама выступать неподвижной фазой (адсорбционная бумажная хроматография).
Требования к бумаге для хроматографии
- инертность
- однородность
- чистота — для обеспечения чистоты бумаги, её обрабатывают комплексонами
Характеристики бумаги
- масса одного квадратного метра, г
- толщина листа, мм
- высота подъема воды за единицу времени, см/с
- высота подъема стандартной смеси за едиицу времени (н-бутанол-уксусная кислота-вода=4:1:5)
Варианты исполнения анализа
Метод прямой фазы
Для разделения водорастворимых веществ используют гидрофильную бумагу, в качестве ПФ органический растворитель, в качестве НФ — воду. Бумагу заранее смачивают водой.
Метод обращенной фазы
Используется для разделения нерастворимых в воде органических соединений. В таком случае бумагу для хроматографии необходимо предварительно гидрофобизировать.
Реагенты для гидрофобизации бумаги
- 1% р-р парафина в петролейном эфире
- 0,5% р-р каучука в бензоле
- 1-2% р-р растительного масла серном эфире
Растворители в бумажной хроматографии
Требования к растворителям
- Жидкости не должны смешиваться друг с другом
- Коэффициенты распределения веществ в данной паре растворителей должны различаться
- состав системы растворителей не должен меняться в процессе хроматографирования
- растворители должны легко удалятся с бумаги
- ПФ — расторитель или смесь, в котором компоненты анализируемой смеси менее растворимы, чем в растворителе, который используется в качестве НФ.
Коэффициент распределения
Коэффициент распределения — растворимость
Факторы, влияющие на коэффициент распределения:
- полярность
- размер молекулы
В смеси бутанол-уксусная кислота-вода (4:5:1) ПФ выступает бутанол, НФ — вода, а уксусная кислота добавляется для увеличения ионной силы и лучшего проникновения бутанола в воду.
Методические варианты
- одномерная
- двумерная
- круговая
- электрофоретическая: последовательное или одновременное с хроматографическим процессом воздействие постоянного тока
Проявители бумажной хроматографии те же, что и в ТСХ (кроме серной кислоты и некоторых других проявителей).
Количественный анализ
Методы не требующие удаления анализируемого вещества с бумаги
Площадь хроматографического пятна и интенсивность его окраски зависят от количества хроматографируемого вещества. Количественный анализ проводят по предварительно построенному калибровочному графику.
Достоинства и недостатки бумажной хроматографии
Достоинства: быстрый, дешевый и экспрессный метод
Недостатки: размывание пятен на хроматограмме