Хроматографийг ялгах арга болгон ашиглах нь: Цогц тойм
Аналитик химийн салбарын салшгүй хэсэг болох хроматографи нь өргөн хүрээний нэгдлүүдийг ялгах гол арга болж өөрийгөө бий болгосон. Шинжлэх ухаан, технологийн хөгжил цэцэглэлтийн хэрээр нарийн төвөгтэй хольцоос цэвэр бодисыг ялгах чадвар улам бүр чухал болж байна. Олон талт байдал, нарийвчлалаараа хроматографи нь эдгээр ялгах технологийн тэргүүн эгнээнд ордог.
Хроматографийн үүсэл ба хувьсал
Хроматографи нь Грекийн "chroma" (өнгө) болон "графеин" (бичих) гэсэн үгсээс гаралтай. Үүнийг анх 20-р зууны эхээр Оросын ургамал судлаач Михаил Цвет нэвтрүүлсэн. Цвет ургамлын пигментийг ялгахад хроматографийг ашигласан нь ирээдүйн дэвшлийн замыг нээсэн. Анх ургамал дахь өнгөт бодисыг ялгах энгийн байдал, үр дүнтэй байдгаараа алдартай байсан хроматографи нь шинжлэх ухааны олон салбарт хэрэглэгддэг нарийн төвөгтэй арга техник болж хөгжсөн.
Хроматографийн зарчим
Үндсэндээ хроматографи нь хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хөдөлгөөнгүй фаз ба хөдөлгөөнт фазын хоорондох тархалт дээр үндэслэн ялгадаг. Хөдөлгөөнгүй фаз нь хатуу, шингэн эсвэл гель байж болох бол хөдөлгөөнт фаз нь хөдөлгөөнгүй фазаар дамжин эсвэл дээгүүр урсдаг хий эсвэл шингэн байж болно.
Хроматографийн системд хольцыг оруулахад өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хөдөлгөөнгүй фазтай холбоотой байдал болон хөдөлгөөнт фаз дахь уусах чадварын өөрчлөлтөөс шалтгаалан өөр өөр хурдтайгаар хөдөлдөг. Эдгээр ялгаа нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хөдөлгөөнгүй фазаар дамжин өнгөрөхөд салгахад хүргэдэг.
Хроматографийн төрлүүд
Хроматографийг хэд хэдэн төрөлд хуваасан бөгөөд тус бүр нь тодорхой хэрэглээ болон хольцын төрөлд оновчтой болсон. Хроматографийн гол хэлбэрүүдэд дараахь зүйлс орно.
1. Цаасны хроматографи: Хамгийн энгийн хэлбэрүүдийн нэг бөгөөд цаасан хуудас нь хөдөлгөөнгүй фазын үүрэг гүйцэтгэдэг. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хөдөлгөөнт фаз (ихэвчлэн уусгагч)-тай цаасан дээр дамжин өнгөрөх хурдаар нь ялгадаг.
2. Нимгэн давхаргын хроматографи (TLC): Цаасан хроматографитай төстэй боловч нимгэн давхаргатай адсорбент материалаар (жишээлбэл, цахиурын гель) бүрсэн шил, хуванцар эсвэл металл хавтанг ашигладаг. TLC нь цаасан хроматографиас илүү сайн нягтралтай, хурдан боловсруулалт хийдэг.
3. Хийн хроматографи (ХХ): Баганын доторх хатуу тулгуур дээр бүрсэн хийн хөдөлгөөнт фаз болон шингэн хөдөлгөөнгүй фазыг ашигладаг. Энэ нь дэгдэмхий нэгдлүүдийг ялгахад онцгой үр дүнтэй байдаг.
4. Өндөр хүчин чадалтай шингэн хроматографи (HPLC): Шингэн хөдөлгөөнт фазыг хөдөлгөөнгүй фазын материалаар дүүргэсэн баганагаар дамжуулахын тулд өндөр даралтын насос ашигладаг. HPLC нь өндөр нягтрал, мэдрэмж, хурдаараа алдартай тул нарийн төвөгтэй холимогт тохиромжтой.
5. Ионы солилцооны хроматографи: Ионууд болон туйлт молекулуудыг ион солилцогчдод харьцах харьцаанд нь үндэслэн ялгадаг. Энэ арга нь уураг, нуклеотид болон бусад цэнэглэгдсэн биомолекулуудыг цэвэршүүлэхэд чухал ач холбогдолтой.
6. Аффинит хроматографи: Нэг төрлийн молекул болон хөдөлгөөнгүй фаз дээр хөдөлгөөнгүй болсон хоёр дахь молекулын хоорондох тодорхой харилцан үйлчлэлийг ашигладаг. Энэ хэлбэр нь уураг, эсрэгбие эсвэл нуклейн хүчлийг цэвэршүүлэхэд биохимийн салбарт онцгой ач холбогдолтой.
Хроматографийн хэрэглээ
Хроматографийн олон талт байдал нь түүнийг олон янзын салбарт ашиглах боломжийг олгосон:
1. Эмийн үйлдвэрлэл: Хроматографи нь эмийн хөгжил, чанарын хяналтад зайлшгүй шаардлагатай. Энэ нь эмийн идэвхтэй найрлагыг ялгах, хольцыг илрүүлэх, фармакокинетикийн нарийн төвөгтэй хольцын шинжилгээнд тусалдаг.
2. Байгаль орчны шинжилгээ: Хроматографийн шинжилгээнд тулгуурлан агаар, ус, хөрсний дээжинд байгаа бохирдуулагч бодис, бохирдуулагчийг илрүүлэх. GC болон HPLC зэрэг аргууд нь пестицид, гербицид, үйлдвэрлэлийн химийн бодис зэрэг хүрээлэн буй орчны бохирдуулагчийг хянах гол арга юм.
3. Хүнс, ундааны үйлдвэрлэл: Хүнсний аюулгүй байдал, чанарыг хангахын тулд нэмэлт бодис, хадгалалтын бодис, бохирдуулагч болон орц найрлагын жинхэнэ эсэхийг илрүүлэхийн тулд хроматографи ашиглах шаардлагатай.
4. Шүүхийн шинжилгээ: Хроматографи нь гэмт хэргийн газраас олдсон бодисыг тодорхойлох, тоон үзүүлэлт гаргахад тусалдаг. Энэ нь хор судлалын салбарт мансууруулах бодис болон согтууруулах ундааны шинжилгээ хийхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
5. Биохими ба молекулын биологи: Хроматографи нь уураг, нуклейн хүчил, метаболит зэрэг биомолекулуудыг судлах гол тулгуур юм. Уургийн цэвэршүүлэлт болон харилцан үйлчлэлийн судалгаанд аффинит хроматографи болон гель шүүлтүүр зэрэг аргууд чухал үүрэгтэй.
6. Эмнэлзүйн оношлогоо: Оношлогооны зорилгоор цус, шээс зэрэг биологийн шингэнийг шинжлэхэд биомаркер болон метаболитуудыг илрүүлэхийн тулд хроматографийг ихэвчлэн ашигладаг.
Хроматографийн дэвшил
Хроматографийн дэвшил нь мэдрэг чанар, нягтрал, хурд болон автоматжуулалтыг сайжруулахад чиглэгдсэн. Технологийн шинэчлэлүүд нь уламжлалт HPLC-ээс өндөр даралттай ажилладаг бөгөөд бүр ч илүү өндөр нягтрал, хурдыг өгдөг хэт өндөр хүчин чадалтай шингэн хроматограф (UHPLC)-ийг хөгжүүлэхэд хүргэсэн.
Цаашилбал, хроматографийг массын спектрометр (GC-MS ба LC-MS)-тэй нэгтгэснээр аналитик системийн чадавхийг мэдэгдэхүйц өргөжүүлж, нарийн төвөгтэй холимог дахь нэгдлүүдийг нарийн тодорхойлж, тоон үзүүлэлтээр илэрхийлэх боломжтой болсон.
Автоматжуулалт болон компьютержсэн өгөгдлийн шинжилгээ нь хроматографийн процессыг хялбарчилж, хүний алдааг бууруулж, нэвтрүүлэх чадварыг нэмэгдүүлсэн. Програм хангамжийн дэвшил нь оргил интеграцчилал, спектрийн шинжилгээ, хөгжүүлэлтийн аргуудыг сайжруулсан.
Сорилт ба ирээдүйн чиг хандлага
Хроматографи нь олон давуу талтай хэдий ч өндөр чанартай уусгагч шаардлагатай, тоног төхөөрөмжийн өртөг, зарим шинжилгээний цаг хугацаа их шаарддаг зэрэг бэрхшээлтэй тулгардаг. Миниатюрчлал болон зөөврийн хроматографийн системүүдийн хамт суурин фазуудад илүү тогтвортой, зардал багатай материалыг боловсруулах судалгаа үргэлжилж байна.
Хроматографийн ирээдүй нь бүр ч илүү нарийн төвөгтэй хольцыг хурдан бөгөөд нарийвчлалтай боловсруулах чадвартай илүү сонгомол, мэдрэмтгий аргуудыг хөгжүүлэхэд оршино. Микрофлюидик болон чип дээрх лабораторийн технологи зэрэг инновациуд нь жижиг дээжийн эзэлхүүнтэй хурдан, илүү үр ашигтай ялгах замаар хроматографийн шинжилгээнд хувьсгал хийх амлалт өгч байна.
Дүгнэлт
Хроматографи нь шинжлэх ухааны судалгаа, үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд зайлшгүй шаардлагатай хэрэгсэл хэвээр байна. Нарийн төвөгтэй хольцыг ялгаж, шинжлэх олон талт байдал нь түүний олон янзын салбарт гүйцэтгэх үүргийг бататгасан. Технологи хөгжихийн хэрээр хроматографи нь эргэлзээгүй хөгжиж, орчин үеийн шинжлэх ухааны судалгаа, үйлдвэрлэлийн процессын өсөн нэмэгдэж буй шаардлагыг хангах илүү хүчирхэг, нарийвчлалтай аргуудыг санал болгоно.
