آنالیز کروماتوگرافی (Chromatography Analysis) یکی از تکنیک های آزمایشگاهی برای جداسازی اجزاء یک مخلوط می‌باشد آنالیز کروماتوگرافی با عبور یک فاز متحرک از روی یک فاز ساکن انجام شده و اجزاء نمونه را یکدیگر جدا می کند که ما در این مقاله از گروه آنالیز آزمایشگاهی مهراندیش قصد داریم شما را با بهترین روش‌های آنالیز کروماتوگرافی مزایا و معایب و کاربرد‌های آن آشنا کنیم پس همراهمان باشید.

آنالیز کروماتوگرافی چیست؟

آنالیز کروماتوگرافی یک روش آنالیزی است که برای جداسازی، تمیز کردن و شناسایی مواد مختلف در نمونه‌های ترکیبی استفاده می‌شود. این روش بر اساس اصل تقسیم و جداسازی ترکیبات مختلف بر اساس ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آنها بر پایه تفاوت در جذب و الکتروفورز میان فازهای مختلف صورت می‌گیرد.در روش کروماتوگرافی، نمونه‌ای که شامل مواد مورد بررسی است روی یک ماتریس ثابت یا فاز ثابت (مثلاً ستون کروماتوگرافی) قرار داده می‌شود. سپس، یک ماده حمل‌کننده یا فاز متحرک به نمونه افزوده می‌شود که به طور تفاوت، ترکیبات را در طول فاز ثابت جابجا می‌کند.

این فاز متحرک می‌تواند یک مایع (کروماتوگرافی مایع) یا گاز (کروماتوگرافی گازی) باشد.در طول جابجایی، ترکیبات مختلف بر اساس تفاوت‌های جذب و یا تفاوت‌های سایشی با فاز ثابت، جداسازی می‌شوند. بنابراین، زمانی که ترکیبات از فاز ثابت عبور می‌کنند، به ترتیب تجزیه و تحلیل شده و توسط یک آشکارساز (مثل جذبی، الکتریکی، نوری و غیره) تشخیص داده می‌شوند.آنالیز کروماتوگرافی به دلیل قابلیت تفکیک بالا، حساسیت بالا، دقت و قابل اطمینان بودن، در بسیاری از زمینه‌های پژوهشی و صنعتی استفاده می‌شود.

کاربرد‌های آنالیز کروماتوگرافی

آنالیز کروماتوگرافی در بسیاری از زمینه‌های پژوهشی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای اصلی آنالیز کروماتوگرافی عبارتند از:

1. شناسایی و تشخیص ترکیبات: کروماتوگرافی به عنوان یک روش جداسازی قدرتمند، برای شناسایی و تشخیص ترکیبات مختلف در نمونه‌های پیچیده استفاده می‌شود. این شامل تحلیل مواد غذایی، داروها، مواد شیمیایی، عوامل زیستی و سایر ترکیبات موجود در نمونه‌ها می‌شود.
2. کنترل کیفیت: کروماتوگرافی در صنایع مختلف مانند صنایع دارویی، مواد غذایی، شیمیایی و پتروشیمی به عنوان یک روش مورد استفاده برای کنترل کیفیت محصولات استفاده می‌شود. این روش می‌تواند کمک کند تا مواد آلاینده، ترکیبات ناخواسته، و سطوح آلودگی در محصولات را تشخیص دهد و تضمین کند که محصولات با استانداردهای تعیین شده سازگار هستند.
3. کاربرد در علوم زیستی: کروماتوگرافی در زمینه علوم زیستی مانند بیوشیمی، بیولوژی مولکولی و فارماکولوژی بسیار مهم است. از آن برای تحلیل و جداسازی مواد زیستی مانند پروتئین‌ها، پپتیدها، اسیدهای نوکلئیک و داروها استفاده می‌شود.
4. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC): HPLC یکی از روش‌های کروماتوگرافی است که با استفاده از فشار بالا، سرعت جریان مایع حامل و جداسازی را افزایش می‌دهد.

بهترین روش‌های آنالیز کروماتوگرافی

بهترین روش‌های آنالیز کروماتوگرافی بستگی به نوع نمونه و ترکیبات مورد بررسی دارد. اما در زیر برخی از روش‌های معروف کروماتوگرافی را ذکر می‌کنم:

• کروماتوگرافی گازی (GC): این روش برای تجزیه و تحلیل ترکیباتی که در حالت گازی هستند و دارای ویژگی‌های بخارپذیری و قابل تبخیر هستند، مانند ترکیبات آلی، استفاده می‌شود. GC با استفاده از یک حامل گازی (مثل هیدروژن یا هلیوم) و یک ستون کروماتوگرافی، ترکیبات را جدا و تحلیل می‌کند.
• کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC): این روش یکی از قدرتمندترین روش‌های کروماتوگرافی است و برای تجزیه و تحلیل ترکیبات در حالت مایع استفاده می‌شود. در این روش، نمونه با استفاده از یک حامل مایع از طریق یک ستون جدا شده و ترکیبات جدا شده به وسیله یک آشکارساز تشخیص داده می‌شوند
• کروماتوگرافی بر پایه جذب (LC): این روش بر اساس تفاوت در جذب ترکیبات به فاز ثابت است. نمونه با استفاده از یک حامل مایع از طریق ستون جدا می‌شود و ترکیبات بر اساس تفاوت در جذب به فاز ثابت جدا می‌شوند. این روش می‌تواند برای تجزیه و تحلیل ترکیبات آلی و غیرآلی مورد استفاده قرار گیرد.
• کروماتوگرافی روی لایه نازک (TLC): در این روش، نمونه روی یک لایه نازک از جاذب خاص (معمولاً سیلیکا یا آلومینا) پخش می‌شود. با اعمال یک حلال متحرک، ترکیبات در طول لایه نازک حرکت می‌کنند و با استفاده از روش‌های رنگبری یا آشکارسازهای دیگر تشخیص داده می‌شوند.

• کروماتوگرافی گازی با طیف سنجی جرمی (GC-MS): این روش ترکیبی از کروماتوگرافی گازی و طیف سنجی جرمی است. با استفاده از یک دستگاه GC-MS، ترکیبات جدا شده توسط GC به طیف سنجی جرمی هدایت می‌شوند، که به تشخیص دقیق و شناسایی ترکیبات کمک می‌کند.
• کروماتوگرافی مایع بالا با جذب UV/Vis (HPLC-UV/Vis): این روش از HPLC به همراه یک آشکارساز UV/Vis استفاده می‌کند. آشکارساز UV/Vis امکان تشخیص و کمی سازی ترکیبات بر اساس جذب نور در محدوده طول موج مشخص را فراهم می‌کند.
• کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا جذب خاص (HPLC-SPE): در این روش، یک استوانه جذب خاص به عنوان ستون کروماتوگرافی استفاده می‌شود.

مزایا ومعایب کروماتوگرافی

کروماتوگرافی دارای مزایا و معایب خاصی است که در زیر به آنها اشاره می‌کنم:

مزایا:

1. قدرت جداسازی: کروماتوگرافی به عنوان یک روش جداسازی قدرتمند، قادر است ترکیبات را با دقت و بازدهی بالا جدا کند. این امر به تحلیل و تشخیص دقیق ترکیبات در نمونه‌ها کمک می‌کند.
2. حساسیت بالا: کروماتوگرافی می‌تواند ترکیبات را با حساسیت بالا تشخیص دهد. از آشکارسازهای مختلف مانند طیف سنجی جرمی (MS) و آشکارسازهای UV/Vis برای تشخیص و کمی سازی ترکیبات استفاده می‌شود.
3. تنوع روش‌ها: کروماتوگرافی از نظر انواع و روش‌های مختلف قابل انجام است. این امر به کاربران امکان می‌دهد روشی را انتخاب کنند که بهترین مناسب برای نمونه و ترکیبات مورد بررسی باشد.
4. قابلیت کاربرد در زمینه‌های مختلف: کروماتوگرافی در صنایع مختلف مانند صنایع دارویی، غذایی، شیمیایی، کشاورزی و زیست محیطی کاربرد دارد. این روش قابلیت تجزیه و تحلیل ترکیبات مختلف در نمونه‌های مختلف را فراهم می‌کند.

معایب:

1. پیچیدگی: کروماتوگرافی نیازمند تجهیزات پیچیده و متخصصین آموزش دیده است. این امر می‌تواند هزینه‌ها و زمان مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل را افزایش دهد.
2. محدودیت در ظرفیت نمونه‌برداری: در برخی از روش‌های کروماتوگرافی، ظرفیت نمونمونه‌برداری ممکن است محدودیت‌هایی داشته باشد، به عنوان مثال در تحلیل نمونه‌های بزرگ یا پر محتوا.
3. زمان مصرف بالا: برخی از روش‌های کروماتوگرافی ممکن است زمان مصرف طولانی داشته باشند. جداسازی و تجزیه ترکیبات ممکن است زمان‌بر و طاقت فرسا باشد.
4. هزینه‌ها: تجهیزات کروماتوگرافی پیچیده و هزینه‌بری دارند. تهیه و نگهداری ستون‌های کروماتوگرافی، حلال‌ها، آشکارسازها و سایر ملزومات نیازمند هزینه‌های قابل توجهی است.
5. پیش‌پردازش نمونه: قبل از انجام کروماتوگرافی، ممکن است نیاز به پیش‌پردازش نمونه داشته باشید. این شامل استخراج، تقویت یا تمیزکردن نمونه می‌شود که ممکن است زمان بر و پیچیده باشد.
6. قدرت تمیزکاری محدود: در برخی موارد، کروماتوگرافی نمی‌تواند تمامی ترکیبات را به‌طور کامل جدا کند و تفکیک کند. این موضوع ممکن است در تجزیه و تحلیل ترکیبات پیچیده و نمونه‌های با خلوص پایین مشکل‌ساز باشد.

انواع کروماتوگرافی

کروماتوگرافی یک روش تجزیه و تحلیل شیمیایی است که برای جداسازی و تشخیص ترکیبات مختلف در نمونه‌های شیمیایی استفاده می‌شود. در طی این فرایند، ترکیبات در نمونه با استفاده از یک فاز استاتیک یا متحرک جدا می‌شوند و سپس با توجه به خواص شیمیایی و فیزیکی خود، به طور ترتیبی یا تفاضلی تجزیه می‌شوند. این روش معمولاً در آزمایشگاه‌های شیمی، زیست‌شناسی، فارماکولوژی و صنایع غذایی استفاده می‌شود.

در زیر، به برخی از انواع رایج کروماتوگرافی اشاره می‌کنم:

1. کروماتوگرافی لایه‌ای نازک (TLC): در این روش، نمونه در یک لایه نازک از جاذب مانند سیلیکا یا ژل سیلیکا قرار می‌گیرد و سپس با استفاده از ماده متحرک، ترکیبات در نمونه جدا می‌شوند. سپس با استفاده از روش‌های مختلفی مانند نمک ریزی، تشخیص و تمییز ترکیبات انجام می‌شود.
2. کروماتوگرافی گازی (GC): در این روش، نمونه تحت تأثیر گرما قرار می‌گیرد تا تبدیل به بخار شود. سپس با استفاده از یک جداسازی بر اساس تفاوت در انحلال‌پذیری ترکیبات در فاز استاتیک (مانند سیلیکا) و فاز متحرک (مانند گاز حامل)، ترکیبات جدا می‌شوند. این روش بیشتر برای تجزیه ترکیبات قابل تبخیر استفاده می‌شود.

3.در کروماتوگرافی مایع، نمونه به عنوان فاز متحرک در یک محیط مایع حامل قرار می‌گیرد و سپس با استفاده از جداسازی بر اساس تفاوت در خواص شیمیایی و فیزیکی ترکیبات، جدا می‌شوند. انواع مختلفی از کروماتوگرافی مایع وجود دارد که شامل موارد زیر می‌شود:

• کروماتوگرافی مایع با دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC): در این روش، فشار بالا بر روی محیط مایع حامل اعمال می‌شود تا فرایند جداسازی به صورت سریعتر و با دقت بالاتری انجام شود. این روش برای تجزیه و تحلیل ترکیبات با غلظت کم و پیچیدگی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• کروماتوگرافی مایع بر ضد: در این روش، فاز متحرک و فاز استاتیک هر دو مایع هستند و با توجه به تفاوت در خواص شیمیایی، ترکیبات جدا می‌شوند. این روش معمولاً برای تجزیه ترکیبات پلار استفاده می‌شود.
• کروماتوگرافی مایع برعکس (Reversed-phase LC): در این روش، فاز استاتیک هیدروفوب (نیمه‌پلار) و فاز متحرک هیدروفیل (پلار) است. این روش بیشتر برای تجزیه ترکیبات آلی استفاده می‌شود
• کروماتوگرافی مایع با کروماتوگرافی یونی (IC): این روش برای تجزیه یون‌ها و ترکیبات یونی در نمونه‌ها استفاده می‌شود. در این روش، فاز متحرک و فاز استاتیک هر دو مایع هستند و جداسازی بر اساس تفاوت در بار الکتریکی و خواص یونی ترکیبات است

سخن پایانی

• کروماتوگرافی به دلیل قدرت جداسازی و قابلیت تحلیل قوی خود، به عنوان یکی از ابزارهای اصلی در زمینه تجزیه و تحلیل شیمیایی و علوم مرتبط به‌طور گسترده استفاده می‌شود.
• . این روش معمولاً در آزمایشگاه‌های شیمی، زیست‌شناسی، فارماکولوژی و صنایع غذایی استفاده می‌شود.
• با استفاده از استانداردها و روش‌های کالیبراسیون، کروماتوگرافی قادر به اندازه‌گیری دقیق و صحیح غلظت ترکیبات در نمونه است. این روش امکان تعیین نسبت‌های مولی، محاسبه غلظت‌ها و کمیت‌سنجی را فراهم می‌کند.