เรียนรู้เกี่ยวกับคอลัมน์โครมาโตกราฟีในห้องปฏิบัติการ

ที่คอลัมน์โครมาโตกราฟีเทคนิคการแยกขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์พาร์ติชันที่แตกต่างกันระหว่างเฟสคงที่และเฟสมือถือในส่วนผสม เฟสที่อยู่กับที่มักจะเป็นตัวดูดซับเช่นซิลิกาเจลอลูมินาโพลีอะไมด์ ฯลฯ ซึ่งเต็มไปด้วยคอลัมน์โครมาโตกราฟีอย่างสม่ำเสมอ เฟสเคลื่อนที่เป็นตัวทำละลายที่นำส่วนผสมลงในคอลัมน์โครมาโตกราฟีหรือที่เรียกว่า Eluent เมื่อเฟสเคลื่อนที่เคลื่อนที่ในคอลัมน์โครมาโตกราฟีแต่ละองค์ประกอบจะอยู่ในเฟสคงที่สำหรับเวลาที่แตกต่างกันเนื่องจากความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์พาร์ติชันเพื่อให้เกิดการแยก

ในฐานะที่เป็นเครื่องมือแยกที่สำคัญคอลัมน์โครมาโตกราฟีในห้องปฏิบัติการมีบทบาทสำคัญในด้านเคมีชีวภาพยาและสาขาอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับหลักการของโครมาโตกราฟีการแยกส่วนประกอบแต่ละส่วนในส่วนผสมสามารถรับรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์พาร์ติชันความสามารถในการดูดซับและการละลายของสารที่แตกต่างกันระหว่างเฟสคงที่และเฟสเคลื่อนที่ บทความนี้จะแนะนำหลักการพื้นฐานประเภทวิธีการเลือกขั้นตอนการดำเนินงานและการประยุกต์ใช้ในสาขาต่าง ๆ ของคอลัมน์โครมาโตกราฟีในห้องปฏิบัติการโดยละเอียด

คอลัมน์โครมาโตกราฟีในห้องปฏิบัติการสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามหลักการของการกระทำการเติมวัสดุรูปร่างและขนาด

◆การจำแนกตามหลักการของการกระทำ

1) คอลัมน์การดูดซับโครมาโตกราฟี: ตัวดูดซับถูกใช้เพื่อแยกความแตกต่างในความสามารถในการดูดซับของแต่ละองค์ประกอบของส่วนผสม ตัวเลือกของตัวดูดซับขึ้นอยู่กับลักษณะของสารที่จะแยกออกเช่นซิลิกาเจลเหมาะสำหรับการแยกสารที่ไม่ใช่ขั้วและขั้วโลกและอลูมินาเหมาะสำหรับสารประกอบประเภทต่าง ๆ ตามกรดและอัลคาไล

2) คอลัมน์พาร์ติชันโครมาโตกราฟี: ส่วนผสมถูกแยกออกจากความแตกต่างในค่าสัมประสิทธิ์พาร์ติชันระหว่างเฟสคงที่และเฟสมือถือ คอลัมน์พาร์ติชันโครมาโตกราฟีมักจะใช้ระบบตัวทำละลายเป็นเฟสมือถือและปรับค่าสัมประสิทธิ์พาร์ติชันโดยการเปลี่ยนองค์ประกอบของตัวทำละลาย

3) คอลัมน์แลกเปลี่ยนไอออนโครมาโตกราฟี: การดูดซับแบบเลือกและการปล่อยไอออนในส่วนผสมจะถูกคั่นด้วยเรซินแลกเปลี่ยนไอออน เรซินแลกเปลี่ยนไอออนมีกลุ่มแลกเปลี่ยนไอออนเฉพาะที่สามารถแลกเปลี่ยนไอออนในสารที่แยกจากกัน

◆จัดเรียงโดยการเติมวัสดุ

1) คอลัมน์ซิลิกาเจล: ซิลิกาเจลเป็นตัวดูดซับที่ใช้กันทั่วไปเหมาะสำหรับการแยกสารอินทรีย์ที่หลากหลาย คอลัมน์ซิลิโคนมีความร้อนและความเสถียรทางเคมีที่ยอดเยี่ยมและสามารถใช้ในช่วงค่า pH ที่กว้าง

2) คอลัมน์อลูมินา: คอลัมน์อลูมินาแบ่งออกเป็นคอลัมน์อลูมินาที่เป็นกรดอัลคาไลน์และเป็นกลางตามกรดและอัลคาไลเหมาะสำหรับการแยกสารชนิดต่าง ๆ คอลัมน์อลูมินามีความสามารถในการดูดซับที่แข็งแกร่งสำหรับสารขั้ว

3) คอลัมน์ Polyamide: คอลัมน์ Polyamide มีฟังก์ชั่นของการดูดซับโครมาโตกราฟีและพาร์ติชันโครมาโตกราฟีและเหมาะสำหรับการแยกสารที่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนด้วยโพลีอะไมด์เช่นฟีนอลกรด quinones ฯลฯ

◆จัดเรียงตามรูปร่างและขนาด

1) คอลัมน์แก้ว: ประเภทของคอลัมน์โครมาโตกราฟีที่ใช้กันทั่วไปในห้องปฏิบัติการโดยมีข้อดีของความโปร่งใสและการสังเกตง่าย ขนาดของคอลัมน์แก้วถูกกำหนดตามปริมาณของวัสดุที่จะแยกและระดับความยากลำบากในการแยกและอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความสูงโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1: 8 และ 1:50

2) คอลัมน์สแตนเลส: คอลัมน์สแตนเลสมีข้อดีของความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานความดันซึ่งเหมาะสำหรับระบบโครมาโตกราฟีแรงดันสูง การใช้คอลัมน์สแตนเลสนั้นค่อนข้างหายาก แต่มีข้อดีในเงื่อนไขบางประการ

การเลือกคอลัมน์โครมาโตกราฟีที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้เกิดการแยกที่มีประสิทธิภาพ เมื่อเลือกคอลัมน์โครมาโตกราฟีต้องพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้:

คอลัมน์โครมาโตกราฟีในห้องปฏิบัติการมีการใช้งานที่หลากหลายในหลายสาขารวมถึง แต่ไม่ จำกัด เฉพาะสิ่งต่อไปนี้:

◆การแยกโปรตีนและการทำให้บริสุทธิ์: คอลัมน์ Chromatographic เป็นหนึ่งในเครื่องมือสำคัญสำหรับการแยกโปรตีนและการทำให้บริสุทธิ์ ตามความแตกต่างของขนาดโปรตีนคุณสมบัติการชาร์จและความสัมพันธ์สามารถเลือกวิธีการโครมาโตกราฟีที่แตกต่างกันเพื่อแยกและทำให้บริสุทธิ์ ตัวอย่างเช่นคอลัมน์แลกเปลี่ยนไอออนโครมาโตกราฟีเหมาะสำหรับโปรตีนที่คั่นด้วยคุณสมบัติประจุ คอลัมน์ Affinity Chromatography ใช้คุณสมบัติการผูกมัดที่เฉพาะเจาะจงเพื่อแยกและชำระโปรตีนเป้าหมาย

◆การแยกกรดนิวคลีอิก: คอลัมน์โครมาโตกราฟียังสามารถใช้สำหรับการแยกกรดนิวคลีอิก ด้วยวิธีการโครมาโตกราฟีเฉพาะโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกที่มีความยาวและโครงสร้างที่แตกต่างกัน (เช่นชิ้นส่วนดีเอ็นเอและโมเลกุล RNA) สามารถแยกออกจากกันได้อย่างมีประสิทธิภาพในคอลัมน์เพื่อตอบสนองความต้องการของการวิเคราะห์กรดนิวคลีอิกลำดับและการทดลองอื่น ๆ

◆การแยกสารประกอบโมเลกุลขนาดเล็ก: ตัวกลางยาส่วนประกอบโมเลกุลขนาดเล็กในผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ ฯลฯ สามารถแยกออกจากกันด้วยความช่วยเหลือของคอลัมน์โครมาโตกราฟี จากความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์พาร์ติชันระหว่างเฟสคงที่และเฟสเคลื่อนที่สามารถเลือกวิธีการโครมาโตกราฟีที่เหมาะสมสำหรับการแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของสารประกอบโมเลกุลขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่นซิลิกาเจลแบบย้อนกลับเฟสเหมาะสำหรับการแยกโมเลกุลขนาดเล็ก lipophilic; ซิลิกาเจลปกติเหมาะสำหรับการแยกโมเลกุลขนาดเล็กที่ชอบน้ำ

◆การแยก polysaccharides แบบเศษส่วน: คอลัมน์โครมาโตกราฟีสามารถใช้สำหรับการแยกเศษส่วนของโพลีแซคคาไรด์ ตามขนาดของโมเลกุล polysaccharide และโครงสร้างโซ่ที่แตกแขนงสามารถเลือกเทคนิคโครมาโตกราฟีที่เหมาะสมเพื่อแยกสารผสมโพลีแซคคาไรด์ออกเป็นระดับที่แตกต่างกันซึ่งเป็นประโยชน์ในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและการทำงานของโพลีแซคคาไรด์

◆แอปพลิเคชันอื่น ๆ: คอลัมน์โครมาโตกราฟียังใช้กันอย่างแพร่หลายในการแยกและการสกัดของผลิตภัณฑ์ภายในเซลล์หลังจากการแตกของเซลล์การแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของส่วนประกอบที่ใช้งานในสารสกัดจากพืชการแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของยาปฏิชีวนะการแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของเอนไซม์ นอกจากนี้คอลัมน์โครมาโตกราฟียังมีบทบาทสำคัญในการแยกและวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีการแยกและการตรวจจับสารเติมแต่งอาหารการแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของวัตถุดิบเครื่องสำอางการวิเคราะห์การจำแนกประเภทของวัสดุพอลิเมอร์