Քրոմատոգրաֆիա

Քրոմատոգրաֆիան կարևոր գործիք է խառնուրդի բաղադրությունը որոշելու համար։ Այն կարևոր դեր է խաղում տարբեր ոլորտներում՝ դեղագործության, կլինիկական փորձարկումների, շրջակա միջավայրի և քիմիական անվտանգության, սնունդ և խմիչքի, դեղերի փորձարկման, դատաբժշկական փորձաքննության, նավթի արտադրության և մոլեկուլային կենսաբանության մեջ։

Ի՞նչ է քրոմատոգրաֆիան:

Քրոմատոգրաֆիան կենսաֆիզիկական տեխնիկա է, որն ապահովում է խառնուրդի տարանջատումը, նույնականացումը և մաքրումը ՝ խառնուրդի բաղադրիչների հետագա վերլուծության համար: Դրա համար քրոմատոգրաֆիան օգտագործում է երկու տարբեր փուլ ՝ շարժական և ստացիոնար փուլեր: Խառնուրդի բաղադրիչները առանձնացնելու համար այն լուծվում է լուծիչի մեջ շարժական փուլում ։  Այնուհետև շարժական փուլը խառնուրդը տեղափոխում է անշարժ փուլ, որտեղ խառնուրդի բաղադրիչները փոխազդում են անշարժ փուլի հետ: Բոլոր բաղադրիչները փոխազդում են անշարժ փուլի հետ իրենց տեմպերով ՝ ստեղծելով խառնուրդում հայտնաբերված բաղադրիչների տարանջատում: Խառնուրդի բաղադրիչները այս փուլում տարբեր կերպ կշարժվեն ՝ կլանման, բաշխման և մոլեկուլային քաշի տարբերությունների պատճառով:

Քրոմատոգրաֆիայի պատմությունը

Քրոմատոգրաֆիան ստեղծել է 20-րդ դարի սկզբին Միխայիլ Ցվետի կողմից: 1901 թվականին Ցվետը ներկայացրեց այս տեխնիկան՝ աշխատելով բույսերի գունանյութերի հետ՝  քլորոֆիլի և կարոտինոիդների հետ՝ բաժանման վրա: Նա որպես անշարժ փուլ օգտագործեց կալցիումի կարբոնատով լցված սյուն և որպես շարժական փուլ՝ լուծիչ, դիտարկելով, թե ինչպես են տարբեր գունանյութերը բաժանվում տարբեր գունավոր գոտիների՝ այստեղից էլ «քրոմատոգրաֆիա» անվանումը, որը ծագում է հունարեն chroma (գույն) և graphein (գրել) բառերից:

Չնայած վաղ գյուտին, քրոմատոգրաֆիան լայն ուշադրության չարժանացավ մինչև 20-րդ դարի կեսերը: 1930-ական և 1940-ական թվականներին Մարտինի և Սինգեի նման գիտնականների կողմից թղթե քրոմատոգրաֆիայի առաջընթացը բարելավեց մեթոդը և ցույց տվեց դրա օգտակարությունը ամինաթթուների և այլ կենսաքիմիական նյութերի բաժանման համար: Նրանց աշխատանքն այնքան նշանակալի էր, որ նրանք 1952 թվականին ստացան քիմիայի Նոբելյան մրցանակ:

Հետագա զարգացումները ներմուծեցին քրոմատոգրաֆիայի նոր տեսակներ, այդ թվում՝ գազային քրոմատոգրաֆիա (GC) 1950-ականներին և բարձր արդյունավետությամբ հեղուկ քրոմատոգրաֆիա (HPLC) 1960-ականներին: Այս առաջընթացները հնարավորություն տվեցին իրականացնել ավելի արագ, ավելի ճշգրիտ և ավելի զգայուն բաժանումներ՝ ընդլայնելով տեխնիկայի կիրառությունները քիմիայի, կենսաբանության, բժշկության և շրջակա միջավայրի գիտության ոլորտներում։

Այսօր քրոմատոգրաֆիան մնում է կարևոր վերլուծական գործիք՝ շարունակական նորարարություններով, որոնք բարելավում են արագությունը, լուծաչափը և կիրառելիությունը բարդ խառնուրդների համար։

Քրոմատոգրաֆիայի տեսակները

Քրոմատոգրաֆիան կարելի է իրականացնել տարբեր եղանակներով՝ կախված վերլուծվող նյութերից։ Քրոմատոգրաֆիայի ամենատարածված տեսակներից են՝

• գազային քրոմատոգրաֆիա,
• հեղուկ քրոմատոգրաֆիա,
• բարակ շերտային քրոմատոգրաֆիա,
• սյունային քրոմատոգրաֆիա։

Գազային քրոմատոգրաֆիան (GC) միացությունների տարանջատման և վերլուծության մեթոդ է,որի ժամանակ միացությունները կարող են գոլորշիանալ առանց քայքայման: Այն ենթադրում է նմուշի ներմուծում իներտ գազի հոսքի մեջ (կոչվում է կրող գազ), որը նմուշը տեղափոխում է անշարժ փուլ պարունակող սյունակի միջով: Երբ խառնուրդը անցնում է սյունակի միջով, դրա բաղադրիչները տարբեր կերպ են փոխազդում անշարժ փուլի հետ, ինչը հանգեցնում է դրանց տարանջատմանը: Յուրաքանչյուր նյութ տարբեր ժամանակներում դուրս է գալիս (կամ արտանետվում է) սյունակից, ինչը թույլ է տալիս նույնականացնել և քանակականացնել այն:

Գազային քրոմատագրաֆիայի հիմնական սկզբունքն այն է, որ բաղադրիչները բաշխվեն երկու փուլերի միջև ՝ շարժական փուլ, որը իներտ կրող գազ է (օրինակ ՝ հելիում, ազոտ կամ ջրածին) և անշարժ փուլ, որը հեղուկ կամ պոլիմեր է, որը կիրառվում է նեղ մազանոթային սյունակի ներքին պատին կամ փաթեթավորված է: ավանդական սյունակ: գազային քրոմատագրության հիմնական սկզբունքն այն է, որ բաղադրիչները բաշխվեն երկու փուլերի միջև ՝ շարժական փուլ, որը իներտ կրող գազ է (օրինակ ՝  Երբ մի փոքր նմուշ է ներմուծվում համակարգ, այն անմիջապես գոլորշիանում է և շարժական փուլով տեղափոխվում սյուն:

Հեղուկ քրոմատոգրաֆիան (LCD) վերլուծական տեխնիկա է, որն օգտագործվում է խառնուրդում բաղադրիչները առանձնացնելու, նույնականացնելու և քանակականացնելու համար ՝ հիմնվելով դրանց փոխազդեցության վրա երկու փուլով ՝ հեղուկ շարժական փուլ և պինդ կամ հեղուկ անշարժ փուլ:  Ի տարբերություն գազային քրոմատոգրաֆիայի, որը սահմանափակվում է ցնդող նյութերով, հեղուկ քրոմատոգրաֆիան կարող է օգտագործվել միացությունների լայն շրջանակի համար՝ ներառելով  խոշոր, բևեռային կամ ջերմորեն անկայուն մոլեկուլները: 

Հեղուկ քրոմատոգրաֆիայի սկզբունքը հիմնված է նյութերի տարբեր կապակցությունների վրա՝ շարժական և ստացիոնար փուլերի համար: Երբ խառնուրդը ներմուծվում է համակարգի մեջ, յուրաքանչյուր բաղադրիչ տարբեր կերպ է փոխազդում ստացիոնար փուլի հետ: Որոշ բաղադրիչները ավելի արագ են շարժվում սյունակում, մինչդեռ մյուսները ավելի երկար են պահպանվում: Շարժման ժամանակի կամ պահպանման ժամանակի այս տարբերությունը թույլ է տալիս խառնուրդը բաժանել իր առանձին բաղադրիչների:

Բարակ շերտային քրոմատոգրաֆիան ` (TLC) պարզ, արագ և էժան մեթոդ է, որն օգտագործվում է անալիտիկ քիմիայում՝ խառնուրդի բաղադրիչները առանձնացնելու և նույնականացնելու համար: Այն հատկապես օգտակար է քիմիական ռեակցիաների մոնիթորինգի, մաքրության ստուգման և նյութերի նույնականացման համար այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են` օրգանական քիմիան, դեղագործությունը և դատաբժշկական գիտությունը:

Տեխնիկան հիմնված է ադսորբցիոն քրոմատոգրաֆիայի սկզբունքի վրա, որտեղ խառնուրդի բաղադրիչները շարժվում են ստացիոնար փուլով տարբեր արագություններով՝ իրենց ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների տարբերությունների պատճառով: Ստացիոնար փուլը ադսորբենտ նյութի՝ սովորաբար սիլիցիումային գելի, ալյումինի կամ ցելյուլոզի բարակ շերտ է, որը պատված է հարթ, իներտ մակերեսի վրա, ինչպիսիք են ապակին, պլաստիկը կամ ալյումինե թիթեղը: Շարժական փուլը հարմար հեղուկ լուծիչ է կամ լուծիչների խառնուրդ, որը շարժվում է վերև ստացիոնար փուլով մազանոթային գործողությամբ:

Սյունակային քրոմատոգրաֆիան լայնորեն կիրառվող հեղուկ քրոմատոգրաֆիայի տեխնիկա է, որը առանձնացնում և մաքրում է խառնուրդի բաղադրիչները՝ հիմնվելով ստացիոնար և շարժական փուլերի հետ դրանց տարբեր փոխազդեցությունների վրա: Այն լայնորեն կիրառվում է օրգանական քիմիայում, կենսաքիմիայում և դեղագործական հետազոտություններում՝ բարդ խառնուրդներից մաքուր միացություններ առանձնացնելու համար։

Մեթոդը հիմնված է դիֆերենցիալ ադսորբցիայի սկզբունքի վրա: Ստացիոնար փուլը, որը սովորաբար պինդ ադսորբենտ է, ինչպիսիք են սիլիցիումային գելը կամ ալյումինային օքսիդը, փաթեթավորվում է ուղղահայաց ապակե սյան մեջ: Հեղուկ լուծիչը կամ լուծիչների խառնուրդը, որը հայտնի է որպես շարժական փուլ, հոսում է այս ստացիոնար փուլով: Երբ նմուշային խառնուրդը ներմուծվում է սյան վերևում, բաղադրիչները սյունակով շարժվում են տարբեր արագություններով՝ կախված ստացիոնար փուլի հետ իրենց կապակցությունից: Ստացիոնար փուլի հետ ավելի ուժեղ փոխազդող միացությունները շարժվում են ավելի դանդաղ, մինչդեռ թույլ փոխազդեցություններ ունեցողները ավելի արագ են շարժվում, ինչը հանգեցնում է դրանց տարանջատմանը:

Քրոմատոգրաֆիայի կիրառումը

Դեղագործական և կլինիկական փորձարկումներ

Քրոմատոգրաֆիան կարևոր դեր է խաղում դեղագործական արտադրանքի անվտանգության ապահովման գործում: Դեղագործական ընկերություններն օգտագործում են քրոմատագրություն՝ աղտոտող նյութերի համար միացությունները քանակականացնելու և վերլուծելու համար: Օրինակ ՝ քիրալային միացություններն ունեն երկու տարբեր ձևեր, քանի որ դրանց ատոմները տարածության մեջ փոքր-ինչ տարբերվում են: Հայտնի է, որ քիրալ միացությունների ձևերից մեկը թունավոր է: Քրոմատոգրաֆիան թույլ է տալիս տարբերակել քիրալային միացության անվտանգ ձևը վտանգավորից:

Պատվաստանյութերի ստեղծումը նույնպես քրոմատոգրաֆիայի կիրառություն է: Քրոմատոգրաֆիան կարող է օգտագործվել որոշելու համար, թե որ հակամարմիններն են լավագույնը որոշակի հիվանդությունների դեմ պայքարելու և չեզոքացնելու համար:

Սննդամթերք և ըմպելիքներ

Սննդի արդյունաբերության մեջ որակի վերահսկումը կարող է իրականացվել քրոմատոգրաֆիայի միջոցով: 

Սննդի արդյունաբերության մեջ քրոմատոգրաֆիան օգտագործվում է սննդի մեջ հավելումները, վիտամինները, սպիտակուցները, ամինաթթուները և այլ սննդանյութերը մեկուսացնելու և վերլուծելու համար: Քրոմատոգրաֆիան կարող է նաև օգտագործվել պիտանելիության ժամկետները որոշելու համար՝ տարբերակելով առկա օրգանական թթուների քանակը, ինչպես նաև հայտնաբերելու սննդամթերքին ավելացված ցանկացած վնասակար տոքսին։

Քրոմատոգրաֆիան, մասնավորապես, բարձր արդյունավետության հեղուկ քրոմատոգրաֆիան, որը զուգորդվում է զանգվածային սպեկտրոմետրիայի (HPLC-ms) հետ, դարձել է կարևոր գործիք: Այս առաջադեմ մեթոդը ապահովում է այն ճշգրտությունը, որն անհրաժեշտ է մսամթերքի իրական կազմը որոշելու համար: Քրոմատոգրաֆիան, որը թույլ է տալիս ճշգրիտ որոշել, թե արդյոք պիտակավորված տավարի միսը իրականում տավարի միս է, ձիու միս կամ տարբեր բաղադրիչների խառնուրդ, դարձել է սննդի փորձարկման մարտահրավերների հուսալի լուծում:

Շրջակա միջավայրի պաշտպանություն և քիմիական արդյունաբերություն

Քիմիական արդյունաբերությունը պետք է համապատասխանի շրջակա միջավայրի անվտանգության ապահովման բազմաթիվ միջոցառումներին: Պերֆտորալկիլային նյութերը, որոնք հայտնի են նաև որպես PFAS, մշտական սպառնալիք են մարդու մարմնի և շրջակա միջավայրի համար: PFAS-ը կարելի է գտնել այնպիսի արտադրանքներում, ինչպիսիք են կոշիկի և այլ գործվածքների պաշտպանիչ ծածկույթները, էլեկտրոնիկան և նույնիսկ հրդեհային փրփուրը: Չնայած այս նյութերը օգտակար են արտադրանքի համար, քանի որ դրանք չափազանց դիմացկուն են դարձնում, դրանք վտանգ են ներկայացնում շրջակա միջավայրի համար, քանի որ դրանք շարունակում են կուտակվել: Մեր խմելու ջրի մեջ հայտնաբերված PFAS-ը կարող է հանգեցնել նաև առողջական լուրջ խնդիրների, ինչպիսիք են վերարտադրողական և զարգացման խանգարումները: Օգտագործելով պինդ փուլի արդյունահանումը, հեղուկ քրոմատոգրաֆիան և զանգվածային սպեկտրոմետրիան, մենք կարող ենք հայտնաբերել PFAS-ը շրջակա միջավայրում և մեր խմելու ջրի մեջ, նույնիսկ շատ ցածր կոնցենտրացիաներում:

Դատական փորձաքննություն

Անվտանգության միջոցառումների նման, դատաբժշկական փորձաքննությունը քրոմատոգրաֆիայի եզակի կիրառություն է: Գազային քրոմատոգրաֆիան կարող է օգտագործվել ավելի խորը դատաբժշկական ընթացակարգերի համար, օրինակ՝ հանցագործության վայրի վերլուծության համար՝ արյան, մազերի և գործվածքների նմուշների նման ապացույցները ստուգելու համար՝ ավելի լավ հասկանալու համար, թե ինչ կարող է պատահած լինել դեպքի վայրում: Քրոմատոգրաֆիան չափազանց կարևոր է դատաբժշկական պաթոլոգիայի աշխատանքի համար: Գազային քրոմատոգրաֆիան լայնորեն օգտագործվում է դիակի դիահերձման արդյունքում առկա հեղուկների և միացությունների տեսակները նույնականացնելու համար: Նման դեպքերում մահվան հնարավոր պատճառը և դրդապատճառը կարող են որոշվել մարմնում թմրանյութերի, ալկոհոլի կամ թունավոր նյութերի հայտնաբերման հիման վրա: Դատաբժշկական փորձաքննության մեկ այլ եզակի ձև, որին կարող է օգնել քրոմատոգրաֆիան, հրկիզման ստուգումն է: Հրկիզման ստուգման մեջ քրոմատոգրաֆիան օգտագործելով՝ հնարավոր է նույնականացնել հրդեհի մնացորդներում դյուրավառ նյութեր՝ հրդեհը առաջացրած ճշգրիտ նյութը որոշելու համար:

Մոլեկուլային կենսաբանության ուսումնասիրություն

Քրոմատոգրաֆիայի ամենաբարդ կիրառություններից մեկը մոլեկուլային կենսաբանության ուսումնասիրություններն են: Էլեկտրաքիմիայի (ԷՔ) և զանգվածային սպեկտրոմետրիայի և քրոմատոգրաֆիայի միջև հիբրիդային տեխնիկաները հաճախ կիրառվում են սպիտակուցների, պեպտիդների և նուկլեինաթթուների ուսումնասիրությունների համար: Այս համադրությունը լայնորեն օգտագործվում է մետաբոլոմիկայի, ինչպիսիք են կենսատրանսֆորմացիայի ռեակցիաները, ինչպիսիք են օքսիդատիվ ռեակցիաները, և պրոտեոմիկայի, ինչպիսիք են պլազմային սպիտակուցների, հորմոնների և հակամարմինների մաքրումը, համար: Նուկլեինաթթուների հետազոտություններում քրոմատոգրաֆիան դեր է խաղում նուկլեոհիմների, նուկլեոտիդների և նուկլեոզիդների նույնականացման գործընթացի արագացման, ինչպես նաև դրանց օքսիդացման գործընթացի նույնականացման գործում:

Ըստ էության, քրոմատոգրաֆիան ոչ միայն գիտական ​​տեխնիկա է, այլև ժամանակակից արդյունաբերական պրակտիկայի անկյունաքար, որը ապահովում է ապրանքների և ծառայությունների որակը և անվտանգությունը, որոնք անբաժանելի են առօրյա կյանքի համար։

Դեղագործական դեղամիջոցների պաշտպանությունից և սննդի ու խմիչքի որակի ապահովումից մինչև շրջակա միջավայրի անվտանգության, դատաբժշկական փորձաքննության և մոլեկուլային կենսաբանության առաջխաղացումը, քրոմատոգրաֆիայի բազմակողմանիությունն ու ճշգրտությունը այն դարձնում են ժամանակակից տեխնոլոգիաների և հետազոտությունների անկյունաքար։ Բարդ խառնուրդները բաժանելու, նույնականացնելու և վերլուծելու դրա ունակությունը ապահովում է անթիվ ապրանքների և գործընթացների ամբողջականությունը, որոնք ազդում են մեր առօրյա կյանքի վրա։

Եթե ձեզ անհրաժեշտ են բարձրորակ քրոմատոգրաֆիայի պարագաներ և սարքավորումներ՝ ձեր արդյունաբերությանը կամ հետազոտություններին աջակցելու համար, մենք կարող ենք օգնել ձեզ։ Մենք առաջարկում ենք հուսալի ապրանքների լայն տեսականի՝ ձեզ օգնելու հասնել ճշգրտության և գերազանցության ձեր քրոմատոգրաֆիայի գործընթացներում։ Ուսումնասիրեքմեր կատալոգը՝ ձեզ անհրաժեշտ գործիքները գտնելու համար։