پرکاربردترین شیوه ی جداسازیهای تجزیه ای، کروماتوگرافی است. کروماتوگرافی را، مدت کوتاهی پس از خاتمه ی قرن پیش، یک گیاه شناس روسی به نام میخائیل چه وت Mikhail Tswett ، اختراع و نامگذاری کرد. او این تکنیک را برای جداسازی رنگدانه های گیاهی مختلف نظیر کلروفیلها و زانتوفیلها، با عبور دادن محلولی از این ترکیبات از درون یک ستون شیشه ای که با پودر نرم کلسیم کربنات پر شده بود، به کار گرفت.

پس از مدتی انواع روشهای کروماتوگرافی با بازده بالا ابداع شد. یکی از این روشها، کرماتوگرافی مایع است.

کروماتوگرافی مایع خود به چند دسته تقسیم می شود که همه ی این روشها از فاز مایع متحرک استفاده می کنند. این روشها عبارتند از کروماتوگرافی تقسیمی یا مایع –مایع، کروماتوگرافی جذب سطحی یا مایع –جامد، کروماتوگرافی تبادل یونی، کروماتوگرافی لایه نازک و کروماتوگرافی کاغذی. سه روش نخست را روشهای ستونی می نامند، دوتای آخری مثال هایی از کروماتوگرافی مسطح هستند.

ستونهای کروماتوگرافی مایعی اولیه، لوله های شیشه ای به قطرهای تقریبی 10 تا 50 میلی متر بودند که ستونهای ذرات جامد که فاز ساکن را تشکیل می دادند، به طول های 50 تا 500 سانتی متر را در خود نگه می داشتند.

در انواع اولیه از این نوع کروماتوگرافی، انجام جداسازی بسیار وقت گیر بود. تا اینکه کروماتوگرافی مایعی با عملکرد بالا ابداع شد. بازدهی جداسازی بیشتر با به کارگیری ذرات جامد ریزتر ، زیاد می شود. برقرار سرعت جریان در مواد پرکننده نیز فقط به وسیله ی تلمبه کردن مایع با فشارهای خیلی بالا امکان پذیر است.

در کروماتوگرافی جذب سطحی فاز ساکن سطح ذرات ریز جامد را می پوشاند. در این ماده ی پرکننده یا فاز ساکن، ماده ی حل شده با حلال شوینده در مورد اشغال محلهایی بر روی سطح جامد رقابت می کنند.

کروماتوگرافی تقسیمی (partition chromatography )

اطلاعات اولیه

در جداسازی مواد به وسیله کروماتوگرافی تقسیمی در ستون ، شیوه کار بسیار شبیه به شیوه کروماتوگرافی جذب سطحی است اختلاف اصلی دو روش در ماهیت ماده پر شده در ستون است.

تعریف

کروماتوگرافی تقسیمی نمونه‌ای از کروماتوگرافی مایع-مایع است که فاز جامد یک لایه از محلول (مثل آب) است که روی سطح یک جامد ناصاف مثل سیلیکاژل و یا خاک سیلیسی قرار دارد و فاز متحرک مایعی است که غیر محلول در مایع اولی می‌باشد.

اساس کار کروماتوگرافی تقسیمی

سرعت حرکت یک جزء از مخلوط تابع انحلال پذیری آن در فاز ساکن است. به عبارت دیگر جدا شدن اجزای بر اساس تقسیم بین دو مایع است. اجسامی که بیشتر حل می‌شوند، کندتر از اجسامی که کمتر حل می‌شوند به طرف پایین ستون حرکت می‌کنند. در جریان عبور از ستون ، اجسام میان دو فاز تقسیم می‌شوند و جداسازی مواد بر اساس اختلاف میان ضرایب تقسیم آنها انجام می‌شوند.

یک مورد خاص

کروماتوگرافی کاغذی مورد خاصی از کروماتوگرافی تقسیمی به شمار می‌رود که در آن صفحات کاغذی جای ستون پر شده را می‌گیرند.

خصوصیات

یکی از خصوصیات اساسی کروماتوگرافی این است که مخلوط اجسام ابتدا به صورت یک نوار در ستون که در نتیجه جذب سطحی یا جذب به وسیله فاز ساکن به وجود می‌آید، ظاهر می‌شود. برای جداسازی مواد اجزای باید عمل دیگر روی نوار انجام گیرد. تجزیه به روش‌های گوناگونی انجام می‌گیرد.

مقایسه با کروماتوگرافی جذب سطحی

می‌توان گفت که روش‌های تقسیمی برای جداسازی ترکیبات شیمیایی نزدیک به هم ، مانند اعضای سری‌های ترکیبات مشابه ، مناسب‌تر است. مزیت اصلی روش تقسیمی این است که نوارهای کروماتوگرافی حاصل ، به علت وجود دنباله ، نسبتا باریک و در نتیجه استفاده از ستون‌ها کارآمدتر است، ظرفیت یک ستون تقسیمی ، در واحد حجم ، غالبا کوچک‌تر از ظرفیت یک ستون جذب سطحی بوده و گاهی این اختلاف خیلی زیاد است.

کروماتوگرافی جذب سطحی (Adsorption Chromatography) ، نمونه‌ای از کروماتوگرافی مایع – جامد است که در آن عمل جداسازی مواد بعلت متفاوت بودن جذب سطحی اجزای مختلف مخلوط و فاز ساکن (جامد) انجام می‌گیرد.

ستون کروماتوگرافی جذب سطحی

برای جداسازی مواد یک مخلوط ‏‏‏‎، می‌توان از ستون استفاده کرد. داخل این ستون با جامد فعالی مانند آلومین (فاز ساکن) پر شده است و با حلالی مانند هگزان (فاز متحرک) پوشیده شده است. هرگاه نمونه کوچکی از مخلوط در بالای ستون قرار گیرد ، نواری از ماده جذب شده تشکیل می‌شود، حلال با عبور خود از میان ستون اجزای مخلوط را با خود حمل می‌کند.

جداسازی کامل

سرعت حرکت هر جزء‏ ، به میزان جذب سطحی آن بر روی ماده داخل ستون بستگی دارد. به این ترتیب ، ماده‌ای که کم جذب شده است، سریع‌تر از ماده‌ای که زیاد جذب شده است،

جدا سازی با سانتریفوژ

  سانتریفوژ دستگاهی است که از آن برای چرخاندن مواد با سرعت بالا استفاده می‌شود. دانشمندان معمولاً دستگاه سانتریفوژ را برای جدا کردن ذرات جامد از یک مایع یا تقسیم مخلوط مایعات به اجزای مختلف آن به کار می‌گیرند.

مخلوط را درون لوله‌ای قرار می‌دهند که طوری قرار داده شده‌است که با چرخش دستگاه، به سمت خارج از مرکز حرکت می‌کند و به حالت افقی قرار می‌گیرند. در این حالت، نیروی گریز از مرکز می‌خواهد که مخلوط را برخلاف مرکز سانتریفوژ براندو از این نقطه دور کند و ذرات یا مایع سنگین تر بیش تر به سمت بیرون (یا ته مخلوط) رانده می‌شوند. وقتی سانتریفوژ از حرکت باز می‌ایستد، مواد به همین حالت غیر مخلوط می‌مانند. خون و سایر نمونه‌های بیولوژیکی را معمولاً به وسیله دستگاه سانتریفوژ جدا می‌کنند.

 سریع‌ترین سانتریفوژ با نام «فرامرکز گریز» با سرعت ۲۰۰۰۰۰ دور در دقیقه می‌چرخد. از دستگاه‌های گریز از مرکز بزرگ برای انجام آزمایش بر روی خلبانان نظامی و فضانوردان استفاده می‌شود تا میزان مقاومت آنان در شتاب‌های بالا معلوم شود. انواع انواع دستگاه‌های مرکز گریز برای مصارف گوناگون ساخته شده‌است. نمونه‌های خانگی این دستگاه برای جداکردن آب از سبزی‌ها مثل کاهو و غیره بکار می‌رود.

 همچنین در ماشین‌های لباسشویی نیز برای خشک کردن لباس استفاده می‌شود. در نمونه‌های آزمایشگاهی برای جداکردن گلوبول‌های خون از پلاسما استفاده می‌شود. دستگاه‌های صنعتی با موتورهای قوی و در ابعاد بزرگ برای جدا کردن مواد بکار می‌رود. در کار غنی‌سازی اورانیوم نیز از دستگاه‌های مرکزگریز گازی استفاده می‌شود. اساس کار سانتریفوژها سانتریفوژی به قدرت 20g در مرکز فضایی ناسا هر گاه جسمی با سرعت معینی حول یک مرکز با محور دوران کند نیرویی در جسم متحرک و در جهت عمود بر مسیر دوران و به سمت خارج از مرکز ایجاد می‌گردد.

که به نیروی فراگریز یا نیروی گریز از مرکز موسوم است که مقدار آن از رابطه F=MRW2 که در آن R شعاع دوران M جرم جسم و V سرعت خطی و W سرعت زاویه‌ای است بدست می‌آید. محور دوران ممکن است به سه حال قائم، افقی یا مایل باشد.

   تعریف دوم   سانتریفوژ سانتریفوژ نمودن یکی از روشهای جدا سازی است که در آن با استفاده از نیروی گریز از مرکز،  قسمتهای سبکتر یک محلول ، مخلوط ویا سوسپانسیون ، از قسمتهای سنگینترآن جدا میشود .

  به طور مثال:

برای جداسازی سرم از لخته (دور سانتریفیوژ RPM 2000) ب رای تهیه رسوب ادرار (RPM (2000-1500)

انواع سانتریفوژ :

  سانتریفوژ های شناور ((Horizontal- head /Swinging- bucket   و سانتریفوژ های زاویه ثابت ،

 انواعی از سانتریفوژ هستند که بیشتر در آزمایشگاههای تشخیص طبی استفاده میشوند .

 در سانتریفوژ های شناور، لوله ها در حالت توقف وضعیت عمودی و در حال حرکت وضعیت افقی دارند.

 رسوب به صورت صاف در ته لوله قرار می گیرد   در سانتریفوژهای زاویه ثابت (fixed angle bucket) ، لوله ها در همه حال دارای زاویه ثابت نسبت به محور سانتریفوژ می‌باشند. سرعت این نوع  سانتریفوژ ، می‌تواند نسبت به مورد قبلی بیشترباشد ولی در زمان چرخش بعلت مقاومت به هوا