Kromatografik Ayırmalar
Kromatografik ayırmalar, analitlerin bir sabit faz ile bir hareketli faz arasındaki farklı dağılımından yararlanarak karışımları bileşenlerine ayırmaktadır.
Tanım
Kromatografi, bir karışımın bileşenlerinin bir sabit faz ile hareketli bir mobil faz arasında dağılarak farklı hızlarda göç etmeleri ve zaman veya uzayda ayrılmış olarak ortaya çıkmaları esasına dayanan analitik ayırma yöntemleri ailesidir.
Kapsam
Bu alan, analitik kimyanın başlıca ayırma tekniklerini (gaz kromatografisi, yüksek performanslı sıvı kromatografisi ve kılcal elektroforez) ve bant göçü ile genişlemesinin altında yatan kuramı kapsamaktadır. Kolon teknolojisi, hareketli faz ve sabit faz seçimi, dedeksiyon ve bir ayırmayı tanımlayan başarı ölçütleri (alıkonma (retansiyon), ayırma gücü (rezolüsyon) ve teorik tabaka sayısı) ele alınmaktadır. Bu ayırmaların spektrometrik ve kütle spektrometrik dedektörlerle birleştirilmesi belirtilmekle birlikte, dedektörlerin kendileri ilgili alanlarda incelenmektedir.
Alt konular
Temel sorular
- İki faz arasındaki farklı dağılım, bir karışımın bileşenlerini nasıl ayırmaktadır?
- Ayırma gücünü ne belirler ve verimlilik, seçicilik ile alıkonma nasıl dengelenmektedir?
- Belirli bir analit sınıfı için gaz, sıvı ve elektroforetik yöntemler nasıl seçilmektedir?
- Kromatografik bir pik, analit miktarıyla nicel olarak nasıl ilişkilidir?
Temel kuramlar
- Teorik Tabaka Kuramı ve Hız (van Deemter) Kuramı
- Bir kolonun verimliliği, teorik tabaka sayısı olarak ifade edilmektedir; van Deemter'in hız kuramı, girdap difüzyonu, boylamsal difüzyon ve kütle transferi direncinden gelen katkılar aracılığıyla tabaka yüksekliğini akış hızıyla ilişkilendirmekte ve minimum bant genişlemesi için optimum bir hız öngörmektedir.
- Farklı Dağılım ve Alıkonma
- Her analit, dağılım sabitine göre hareketli ve sabit fazlar arasında dağılmaktadır; ortaya çıkan alıkonma faktörü, kolonda ne kadar süre kalacağını belirlemekte ve analitler arasındaki alıkonma farklılıkları, kolon verimliliği ile birleştiğinde, onların ayrılıp ayrılmadığını tayin etmektedir.
Mekanizmalar
Bir numune, sabit bir fazın üzerinden veya içinden geçen hareketli faz akışına enjekte edilmektedir. Sabit faz ile daha güçlü etkileşen analitler daha yavaş hareket ettiğinden, bileşenler kolondan geçerken ayrılmakta ve dedektöre farklı zamanlarda ulaşmaktadır. Dedektör bir dizi pik kaydetmekte; bu piklerin konumları analitleri standartlara göre tanımlamakta ve alanları ise onları nicelendirmektedir. Difüzyon ve kütle transferi direncinden kaynaklanan bant genişlemesi, ne kadar yakın aralıklı piklerin hala ayrılabileceğini sınırlamaktadır.
Klinik önem
Kromatografik ayırmalar, farmasötik analiz, klinik ve adli toksikoloji, çevresel kirletici madde izleme, gıda ve aroma analizi ile biyoteknoloji gibi alanlarda vazgeçilmezdir; zira tek bir çalışmada karmaşık matrislerden birçok analiti ayırabilmekte ve nicelendirebilmektedirler.
Tarihçe
Kromatografi, Mikhail Tswett'in 1906 yılında bitki pigmentlerini dolgulu bir kolonda ayırmasıyla başlamıştır. Martin ve Synge'in 1940'lardaki, kendilerine Nobel Ödülü kazandıran dağılım kuramı, kavramsal temeli sağlamış ve gaz-sıvı kromatografisine yol açmıştır. Van Deemter'in hız kuramı ve Golay'ın 1950'lerdeki açık borulu kılcal kolonu, ayırmaların modern nicel anlayışını oluşturmuştur.
Öne çıkan isimler
- Mikhail Tswett
- Archer Martin
- Richard Synge
- Marcel Golay
İlgili konular
Temel eserler
- tswett1906
- vandeemter1956
- skoog2017
Sıkça sorulan sorular
- Gaz ve sıvı kromatografisi arasındaki fark nedir?
- Her ikisi de farklı dağılım yoluyla ayırma yapmaktadır; ancak gaz kromatografisi hareketli faz olarak inert bir gaz kullanmakta ve uçucu, termal olarak kararlı analitler için uygunken, sıvı kromatografisi sıvı bir hareketli faz kullanmakta ve uçucu olmayan, polar veya termal olarak kararsız bileşikleri işleyebilmektedir.
- Kromatografide ayırma gücü (rezolüsyon) ne anlama gelmektedir?
- Ayırma gücü, iki bitişik pikin ne kadar tam olarak ayrıldığını ölçmektedir; daha büyük alıkonma farklılıkları, daha yüksek kolon verimliliği ve uygun seçicilik ile iyileşmekte olup, her bir bileşeni örtüşme olmadan nicelendirmek için gereklidir.