2.2.2. Классификация хроматографических методов

Распределение компонентов разделяемой смеси между подвижной и неподвижной (стационарной) фазами может происходить по различным признакам:

• по коэффициентам адсорбции;

• по коэффициентам распределения;

• по различной растворимости веществ;

• по способности к ионному обмену;

• по размерам и молекулярной массе молекул адсорбтива.

Однако в большинстве случаев хроматографический процесс протекает по нескольким механизмам одновременно, один из которых доминирует. По доминирующему признаку процесса разделения различают следующие виды хроматографии:

адсорбционную – разделение основано на различиях в сродстве компонентов к поверхности адсорбента;

распределительную – разделение основано на различиях в растворимости компонентов в подвижной и неподвижной фазах;

ионообменную – разделение основано на различии в способности компонентов к ионному обмену;

проникающую – разделение основано на различии в размерах и форме молекул. В случае, если неподвижной фазой является набухший гель, метод называют гель-проникающей хроматографией или, кратко, гель-хроматографией.

По применяемой технике эксперимента, среди указанных видов хроматографий различают колоночную, ее разновидность капиллярную, а также бумажную и тонкослойную хроматографии.

В последнее время широко используют классификацию типов хроматографии по агрегатному состоянию фаз, с помощью которых производят разделение. По этому признаку различают газовую хроматографию (газо-жидкостную и газо-твердую) и жидкостную (жидкость-жидкостную и жидкость-твердую). При этом первое слово характеризует подвижную фазу, второе – неподвижную.

Газовую хроматографию применяют для разделения летучих, термически устойчивых соединений, с молекулярной массой до 300 единиц. Неподвижной фазой в этом случае служит твердый порошкообразный адсорбент (газо-твердая хроматография) или нелетучая жидкость (газо-жидкостная): глицерин, полиэтиленгликоль, ланолин и др., которой пропитывают твердый инертный носитель (активированный уголь, цеолит, специальный огнеупорный кирпич и т.п.) до такой степени, чтобы он казался сухим на ощупь и легко продувался газом. Приготовленным адсорбентом равномерно заполняют колонку – стеклянную, медную или полимерную трубку диаметром около 0,5 см и длиной до 20 м. Роль подвижной фазы выполняет инертный газ (водород, гелий, аргон, азот), в который, также в виде газа или пара, вносится разделяемое вещество. Полученная газовая смесь под давлением подается в хроматографическую колонку, где под действием сорбционных сил равномерно распределяется между различными адсорбционными центрами, перемещаясь в процессе адсорбции-десорбции с потоком инертного газа. Для увеличения летучести природные соединения превращают в производные – метиловые или этиловые эфиры аминокислот, триметилсилиловые эфиры моносахаридов и т.д. Разделение осуществляется на приборах – газовых хроматографах. Выносимые из колонки индивидуальные вещества далее фиксируются в виде пиков на хроматограммах (рис. 2.21). Положение каждого из них определяется временем, в течение которого данное вещество проходит расстояние от начала колонки до момента выхода (время удерживания), или объемом прошедшего через колонку газа-носителя (удерживаемый объем). Количественное содержание компонентов с высокой точностью измеряют по относительной площади выходящих пиков.

Жидкостная хроматография пригодна для разделения органических и неорганических веществ с молекулярной массой до 2000 единиц, в том числе и термически неустойчивых. Для элюции адсорбированных соединений при жидкостной хроматографии используется жидкая фаза – специально подобранная смесь растворителей, подаваемая под определенным давлением в хроматографическую колонку.