Хроматографическая колонка

Типичная установка для ручной колоночной хроматографии. Стеклянная колонка, снабженная внизу краном для регулирования скорости процесса, набита твердой фазой (белого цвета), резервуар вверху наполнен жидким элюентом, в верхней части твердой фазы нанесен образец (желтого цвета).

Хроматографи́ческая коло́нка — устройство для хроматографии, используемое как для работы ручным методом, так и в составе специального агрегата, хроматографа.

Принцип действия и основные характеристики

Химическая лаборатория 1950-х годов с рядами хроматографических колонок

В хроматографической колонке происходит разделение исходной многокомпонентной смеси на ряд бинарных смесей, состоящих из жидкости или газа-носителя (для газовой хроматографии) и одного из разделяемых компонентов. Разделение может происходить как за счёт образования временных связей между разделяемыми веществами и неподвижной фазой колонки (адсорбционная хроматография), так и по иным принципам (например, эксклюзионная хроматография). Точнее значения объёма или времени выхода каждого компонента из колонки устанавливают при калибровке.

Колонка характеризуется материалом, из которого состоит неподвижная фаза, внутренним диаметром и длиной. Размеры колонок зависят от количества разделяемых веществ и типа хроматографии. На колонках разного калибра можно разделять как микрограммы, так и килограммы различных веществ.

Способ применения

Стадии колоночной хроматографии. На первых двух стадиях пустую колонку наполняют суспензией твердой фазы в жидкой. На третьей происходит оседание твердой фазы, на которую на четвертой стадии наносят образец. На последующих стадиях происходит разделение компонентов образца, собираемых в разные фракции, на последней стадии колонку отмывают от остатков образца для нового использования.

Для набивки колонок твёрдой фазой существует два основных метода, сухой и мокрый. В первом случае колонку сначала наполняют сухим порошком, после чего пропускают подвижную фазу (жидкость или газ). Во втором случае колонку наполняют суспензией наполнителя в подвижной фазе. Если подвижная фаза является жидкой, то в обоих случаях следует предусмотреть отсутствие пузырей воздуха в готовой колонке, что может повлиять на качество хроматографии или полностью её блокировать. Кроме того, всегда существует опасность выхода колонки из строя в результате попадания в неё недопустимых веществ (нерастворимые вещества или слишком активные молекулы, забивающие канал колонки), не устранённых при пробоподготовке.

В качестве твёрдой фазы могут быть использованы такие материалы, как силикагель, оксид алюминия, микрокристаллическая целлюлоза, агароза и другие материалы, в частности, приготовленные путём специальной обработки целлюлозы или агарозы для эксклюзионной, ионообменной или аффинной хроматографии.

В процессе хроматографии отдельные компоненты нанесённой на колонку смеси выходят из неё с различной скоростью. Их собирают по фракциям, определяя концентрацию ожидаемых веществ в каждой фракции. Окрашенные вещества кроме того могут быть видны через стеклянные стенки колонки.

См. также

• Изотерма сорбции
• Коэффициент ёмкости
• Коэффициент удерживания
• Твердофазная экстракция
• Дериватизация

Ссылки

• Рудаков О.Б. Востров И.А. Спутник хроматографиста. — Воронеж: Водолей, 2004. — 528 с. — ISBN 5-88563-049-6.

• Library 4 Science бесплатные онлайн книги по хроматографии (англ.)