Паперова та тонкошарова хроматографія

У медицині й фармації широко застосовують паперову і тонкошарову хроматографії, які відрізняються від інших хроматографічних методів простотою та зручністю виконання експерименту. У поєднанні з мікрокількістю досліджуваних речовин, необхідних для аналізу, це забезпечило її значне поширення в хімічному аналізі.

Паперову хроматографію (ПХ) поділяють на розподільну, адсорбційну та йонообмінну. У ПХ як нерухому фазу використовують хроматографічний папір, або речовини, заздалегідь нанесені на його волокна. Механізм хроматографії на папері може бути розподільним або адсорбційним.

Для одержання хроматограми розчини чистих речовин (“свідків”) і суміші, яку необхідно розділити, наносять на хроматографічний папір, нижній кінець якого занурюють у відповідну систему розчинників. Через деякий час суміш розділяється на зони окремих компонентів. Для виявлення зон хроматограму розглядають у світлі УФ-випромінювання за певної довжини і позначають олівцем контури плям. Якщо компоненти дають кольорові реакції, то хроматограму проявляють, занурюючи її в розчин реагенту або обприскуючи з пульверизатора.

Характеристикою компонентів є величина R_f - відношений відстані від стартової лінії хроматограми до центра плями цієї речовини l до відстані, яку пройшов фронт розчинника L: R_f = l/L.

Величину R_f використовують для ідентифікації речовин. Ідентичність визначають одночасним хроматографуванням на одному аркуші паперу досліджуваного й автентичного зразка тієї самої речовини. Якщо зразки ідентичні, відповідні їм плями на хроматограмах мають однаковий випад і однакові значення R_f.

Величина R_f окремих речовин залежить, головним чином, від системи розчинників. Деякий вплив на величину R_f виявляє температура, а також сорт паперу. При сталому значенні цих умов дана величина може застосовуватися як показник, який характерний для певної речовини.

Кількісне визначення полягає в тому, що пляму вирізають і після подрібнення паперу екстрагують досліджувану речовину відповідним розчинником. Вміст речовини визначають будь-яким методом, придатним для визначення малих кількостей (спектрофотометрія, полярографія тощо).

Тонкошарова хроматографія. У методі тонкошарової хроматографії (ТШХ) роль носія виконує тонкий шар порошкоподібного сорбенту, нанесений на скляну чи металеву пластинку. Як сорбенти застосовують силікагель, алюмінію оксид, магнію силікат тощо.

Методика аналізу загалом мало чим відрізняється від методики проведення ПХ. Разом з тим метод ТШХ має низку переваг: висока швидкість процесу хроматографування, можливість використання як нерухомої фази (носія) різних сорбентів, застосування кислих та лужних рухомих фаз та оброблення хроматограм за підвищених температур.

ПХ і ТШХ посідають одне з провідних місць серед методів розділення й аналізу органічних та біоорганічних сполук. Ними можна визначати речовини масою 10—20 мкг, тривалість розділення становить кілька хвилин, тому їх часто застосовують як експрес-методи.

Розділення речовин методом розподільної хроматографії на папері основане на різних коефіцієнтах розподілу цих речовин між двома незмішуваними рідинами. Здійснюється розділення методом повільного розширення на папері однієї з рідин, тоді як друга рідина в процесі хроматографування залишається на папері нерухомою. Під час свого руху рухома фаза розчиняє речовини, нанесені на папір і перемішує їх разом з собою, при цьому відбувається безперервний перерозподіл речовини між рухомою і нерухомою фазою.

Швидкість, з якою та чи інша речовина переміщується на папері, залежить від коефіцієнта розподілу цієї речовини між рухомою і нерухомою фазою. Коефіцієнт розподілу в свою чергу залежить від розчинності речовини в обидвох фазах і може бути виражений відношенням:

де С₁ – концентрація речовини в нерухомій фазі;

С₂ – концентрація речовини в рухомій фазі.

Якщо на папір нанесено дві речовини, одна з яких має вищий коефіцієнт розподілу, ніж інша, то в процесі хроматографування перша речовина буде переміщуватися на папері повільніше, ніж друга. Внаслідок цього, після закінчення процесу, вони займуть на хроматограмі різні місця, тобто відбудеться їх розподіл.

Практично метод розподільчої хроматографії на папері знаходить широке застосування для цілей ідентифікації окремих компонентів простих і складних сумішей, для напівкількісного і кількісного їх аналізу, а також для встановлення ступеня чистоти препаратів.

Папір

Хроматографічне розділення речовин проводиться на спеціальному папері "для хроматографії", який є різних сортів. Іноді перед хроатографуванням папір повинен піддаватися спеціальному очищенню, але в більшості випадків цього не потрібно.