Хроматография позволяет разделять вещества на основе их химических и физических свойств, таких как размер молекул, полярность или летучесть.
Устройство хроматографа
Некоторые основные элементы лабораторного хроматографа:
- Хроматографическая колонка — трубка, заполненная сорбентом или покрытая тонким слоем жидкости. Колонка размещается в термостате для поддержания оптимального температурного режима.
- Детектор — фиксирует изменения концентрации компонентов, обусловленные различными физическими процессами. В газовых хроматографах применяются ионизационные, тепловые и пламенно-ионизационные детекторы, в жидкостных — проточные рефрактометры, ультрафиолетовые детекторы и другие устройства.
- Программное обеспечение — автоматически анализирует данные, сравнивает их с базами и предоставляет готовый результат.
Принцип работы
Процесс разделения пробы в лабораторном хроматографе:
- Ввод пробы — анализируемое вещество (газ или жидкость) вводится в прибор через специальный дозатор. Если проба жидкая, она испаряется в нагретом отсеке.
- Движение через колонку — проба смешивается с газом-носителем и поступает в колонку.
- Разделение компонентов — в колонке происходит расщепление образца на отдельные компоненты, взаимодействующие с неподвижной фазой.
- Детекция — разделённые компоненты поступают в детектор, где фиксируется их последовательность и характеристики.
- Измерение параметров — через смеси пропускают электрический ток, изучают теплопроводность или другие свойства, в зависимости от целей исследования.
- Запись данных — полученные результаты представляются в виде выходной кривой, которую можно интерпретировать или преобразовывать с учётом возможностей оборудования.
Виды хроматографов
Лабораторные хроматографы классифицируются по типу подвижной фазы:
- Газовые — подвижной фазой является инертный газ, например, гелий, водород или азот. Применяются для анализа летучих и полулетучих веществ, таких как органические растворители, ароматические соединения, углеводороды и компоненты нефти.
- Жидкостные — подвижной фазой является жидкость, обычно смесь растворителей. Подходят для анализа нелетучих и термолабильных веществ, например, биомолекул, лекарственных препаратов, пестицидов.
Применение
Хроматографы находят применение в разных областях, где требуется анализ состава веществ или контроль технологических процессов. Некоторые из них:
- Нефтегазовая промышленность. Анализ состава природного газа, нефти и продуктов переработки.
- Химическая и нефтехимическая промышленность. Контроль качества полимеров, растворителей, красителей.
- Фармацевтика. Проверка состава лекарств и выявление примесей.
- Экология. Анализ воздуха, воды и почвы на наличие загрязнителей, таких как пестициды, углеводороды или диоксины.
- Пищевая промышленность. Контроль качества продуктов и выявление фальсификатов.
- Криминалистика. Анализ следов взрывчатых веществ, наркотиков или ядов.
- Медицина. Определение алкоголя, наркотиков или токсинов в крови.
- Наука и образование. Изучение новых материалов, биомолекул или анализ следов внеземной жизни.
- Биотехнология. Выделение вирусов, плазмид, антибиотиков, очистка вакцин, инсулина и других ценных природных и синтезируемых веществ.
- Археология. Изучение старых лаков, красок и бальзамов, а также датирование останков путём анализа аминокислот.
