استشراب

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
يظهر في الصورة جهاز استشراب متطور. يقوم هذا الجهاز بتسجيل تركيزات الأكريلونيتريل في الهواء عند نقاط عدة في أنحاء المختبر الكيميائي.

الاستشراب (الكروماتوجرافيا) أو التفريق اللوني هي طريقة لفصل وتنقية المواد الكيميائية المختلطة. نشأت فكرة التحليل الاستشرابي على يد العالم الروسي تسويت سنة1901 م عندما حاول فصل الصبغات النباتية الملونة، ولهذا أسماها الكروماتوجرافي (كلمة chroma باللغة اللاتينية معناها لون وgrapheinتعني الكتابة) إلا أن هذه الطريقة تتبع الآن بنجاح في فصل جميع المواد غير الملونة من مخاليطها سواء الصلبة أو السائلة أو الغازية.

فصل مكونات باستعمال كروموتغرافيا الطبقة الرقيقة التجربة: تبين الصبغات النباتية التي تم فصلها باستعمال كروموتغرافيا الطبقة الرقيقة من مستخلصات نباتية

تعريف[عدل]

تعتمد الطريقة على أن مكونات المخلوط توزع نفسها بنسب مختلفة بين مكوني نظام ثنائي أحدهما متحرك والآخر ثابت.يمكن تصنيف طرق الاستشراب (الكروماتوغرافيا)المختلفة على أساس مكونات النظام الثنائي، فمثلا كروماتوغرافيا:

الصلب-سائل تستخدم مكونا صلبا كالسيليكا أو الألومينا وأوراق الترشيح

ومكونا سائلا متحركا كأي مذيب كالماء أو المذيبات العضوية.

وكروماتوغرافيا الصلب-غاز تستخدم سائلا مدمصا على صلب كمكون ثابت وأحد الغازات كمكون متحرك.

طرق الكروموتوغرافيا[عدل]

تعتمد التقنيات الكروموتوغرافبة على طبيعة الدعامة المستعملة في الطور الصلب , وعلى المبادىء الأساسية الداخلة في فصل المكونات في المزيج قيد الدراسة . تستعمل ثلاثة أنواع من الدعائم في الكروموتوغرافيا هي الورقة والطبقة الرقيقة والعمود . وتؤدي إلى نشوء فئات من طرق الكروموتوغرافيا المتاحة لمحلل المواد الغذائية .

1_ الكروموتوغرافيا المستوية planar[عدل]

  • كروموتوغرافية الورقة:

يتألف الطور الساكن من صفيحة من الورق، حيث اُستخدم ورق الترشيح العادي في عمليات الفصل الكروماتوغرافي يمكن أن تكون بنية الورق من السيللوز أو الورق المعالج كيميائيًا, يتدفق الطور المتحرك السائل في شعريات الورقة مسببةً الفصل الكروماتوغرافي. ومن فوائد هذه الطريقة بقاء المناطق المفصولة على الورقة ذاتها، حيث يمكن التعرف عليها أو استخلاصها. يمكن اختيار شكل النسيج المكون للورقة وسماكتها حسب طبيعة المواد المراد فصلها، أما أبعاد الورقة المستخدمة فهي عادة 1,5-2,5 سم عرضًا و 25-30 سم طولاً. وطريقة الفصل مشابهة لل TLC لكنها تحتاج لوقت أطول نوعا ما .

  • كروموتوغرافية الطبقة الرقيقة:

سميت ب TLCاختصار ل Thin Layer Chromatograph وتستخدم بهدف فصل مواد المزيج لمعرفة ألوانه لكن لا نحصل على مادة اللون بشكل محسوس . يوجد على الطرف الخلفي لصفيحة ال TLC معدن ألومنيوم أو زجاج ومغطاة بالسيليكا وهو الطور الساكن.

كروموتوغرافية العمود تسلسل الفصل اللوني

2_ الكروموتوغرافيا العمودية Column[عدل]

*الكروموتوغرافيا السائلة LC .

  1. كروموتوغرافيا سائل-سائل LLC .
  2. كروموتوغرافيا سائل صلب LSC .

يستعمل في الكروموتوغرافيا العمودية عادة الزجاج لدعم الطور الصلب , حيث يشترى الطور الصلب مسبقاً وبنشط إذا لزم الأمر بتسخينه إلى درجة حرارة معينة , ويغسل في حالة راتينج المبادل الأيوني أو يبلل بالماء لينتفخ في حالة الترشيح الهلامي وتضاف العينة المراد فصلها إلى أعلى العمود ثم تلفظ بمذيب ملائم .

تختلف الكروماتوغرافيا السائلة عن الطرق الأخرى بأن الطور الساكن مؤلف من مادة خاملة مثل السيليكا أو البولي سيتارين المحتوي على مكونات أيونية مثل مجموعات الكربوكسيل أو مجموعات الأمونيوم , حيث يمكن أن تتبادل المكونات الأولية في العينة المارة في العمود مع المكونات الأيونية في الطور الساكن مؤدية إلى فصلها عن مكونات العينة الأخرى, يستعمل في كروموتوغرافيا العمود عادة الزجاج لدعم الطور الصلب.

خطوات العمل :

إذا أخذنا مزيج وليكن مكون من مادتين وأردنا إجراء عملية الفصل بواسطة كروماتوغرافيا العمود، فإن تسلسل عملية الفصل ستكون على النحو التالي:

  1. نقوم بحقن المزيج على سطح العامود المملوء بالطور الساكن.
  2. نغسل بكمية قليلة من المحلول الطارد فتنفصل المواد، ولكنها تبقى قريبة من بعضها.
  3. نجعل تدفق المحلول الطارد مستمرًا فنحصل على تباين في فصل المواد (نحصل على عدة طبقات متباعدة)حيث يتم فصل المواد تباعًا (أولى ثم ثانية) تبعًا لألفتها، وبذلك يصبح العمود خالي من المواد وجاهز لعملية فصل أخرى، ونقوم بتسجيل الزمن تباعًا:

لحظة خروج أول قطرة وآخر قطرة للمادة الأولى من العمود، ثم نحسب الزمن الوسطي لخروج المادة الأولى، حيث يعبر الزمن الوسطي لخروج المادة عن أعلى تركيز لها، ونفس الأمر بالنسبة للمادة الثانيةوهكذا..

3-الكروموتوغرافيا السائل ذات الاداء العالي (HPLC): الأهميه لكروماتوغرافي السائل عالي الأداء ترجع إلى ان بعض المواد ليست بطياره كفاية بحيث تستطيع فصلها بكروماتوغرافي الغاز وتتطلب درجات الفصل العالية اتزانات مكتمله للمذابات بين الأطوار لهذا يستخدم جسيمات دعم صلبه صغيره جدا وطبقات رقيقه من الطور السائل وحشوه مترابطه لتلك الجسيمات واقطار اعمده صغيره أيضا. الجسيمات المذكورة اعلاه تعطي درجات فصل أفضل بسبب:

  1. ‏ السريان المتجانس خلال العمود.
  1. ‏ المسافة التي ينتشر من خلالها المذاب في الطور المتحرك في مستوى الجسيمات.
  1. ‏ معدل السريان الأفضل والذي يكون اسرع بالنسبه للجسيمات الصغيرة بسبب انتشار المذاب خلال مسافات اصغر,وكذلك يفضل استخدام ضغط عالي حيث يؤدي استخدام ضغط قدره 1000-ps7000 إلى انتاج معدل سريان0.5

[1]

*الكروموتوغرافيا الغازية GS . تعد هذه التقنية وسيلة تحليلة مهمة لتحليل المواد الغذائية , وتكتسب أهميتها في دراسة تركيب الحموض الدهنية في الدهون والزيوت . يتكون الطور الغازي (المتحرك) غالبا من غاز خامل يمكن أن يكون الهيدروجين أو الهيليوم أو الآزوت ويسمى الغاز الحامل وينساب الغاز عبر عمود في درجة حرارة معينة تتراوح بين 60م إلى أكثر من 200م لكي يتحول إلى أبخرة ويتم فصلها .

الصفات التي يجب توفرها في المادة المراد فصلها بالكروماتوغرافيا الغازية: 1. أن تكون قابلة للتطاير في درجة حرارة العمود. 2. أن تكون المادة ثابتة حراريًا لا تتفكك في درجة حرارة العمود.

أقسام جهاز الـ GC:

1. اسطوانة الغاز :الحاوية على الطور المتحرك

2. حجرة الحقن.

3. العمود: مزود بفرن للتحكم بدرجة حرارته.

4.الكاشف: متصل مع راسم خطي يعطي الكروماتوغرام الموافق.

[2] [3]

حيث ينادي العلماء حاليا بالرجوع إلى الطبيعة بعد موجة التلوث التي اجتاحت عالمنا نتيجة لاستخدام الكيمياويات المصنعة من مبيدات حشرية ومنظفات صناعية وغيرها وقد استجاب الأطباء حاليا لهذا النداء وبدؤوا في استخدام الأعشاب والمنتجات الطبيعية كبديل للأدوية. فإذا سمعنا أن عشبا معينا يفيد في علاج بعض الأمراض، فماذا يتبع العلماء للتحقق من ذلك ؟ إنهم يحللون هذا العشب ليفصلوا كل مكون من مكوناته بحالة نقية، ويستخلصوا المادة الفعالة كدواء. معنى ذلك أنه لتعرف مخلوط معين لا بد من تحليله إلى مكوناته الأصلية بحالة نقية.[4][5]

أهمية الفصل الاستشرابي[عدل]

وطرق الفصل التقليدية مثل الترشيح والتقطير والترسيب غالبا ما نستخدم فيها التسخين والأحماض والقلويات، وهذه الطريقة تستغرق كثيرا من الوقت وكثيرا من الكواشف كما أن جزءا كبيرا من المادة يفقد في أثناء هذه العملية بجانب أن المركبات البيولوجية مثل بروتينات الدم مثلا. ويعد التحليل الكروماتوجرافي من أهم طرق الفصل الحديثة كطريقة سهلة وسريعة تحافظ على كيان المركبات المراد فصلها وتصلح لفصل مكونات أي مخلوط سواء كان في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية وكان لهذا النوع من التحليل الفضل الأول في التقدم الملموس في كيمياء البروتينات والمضادات الحيوية والهرمونات والفيتامينات....الخ.

Chromatogram with unresolved peaks Chromatogram with two resolved peaks

أنواع التحليل الكروماتوغرافيا[عدل]

ويمكن تقسيم التحليل الكروماتوغرافي حسب نوع القوى المسؤولة عن الفصل التي تتوقف بدورها على الطور الساكن المستخدم إلى ثلاثة أنواع:

أ- كروماتوغرافيا الإدمصاص (الامتزاز) : Adsorption[عدل]

ويقصد به التحليل الكروماتوغرافي عن طريق الإدمصاص على السطح او(الاستشراب الامتزازي) ,والطور الساكن هنا مادة صلبة عارية.وفي هذا النوع تكون القوى المسؤولة عن فصل مكونات الخليط هي قوى الامتزاز, حيث تمتز مكونات الخليط المختلفة بدرجات متفاوتة باستخدام صنف ثابت له خاصية الامتزاز مثل كربونات الكالسيوم أو السيليكاجل. ففي الاستشراب بالطبقة الرقيقة تنقط عينة من الخليط على مادة السيليكاجل التي تغطي صفيحة زجاجية على شكل طبقة رقيقة، ثم يتصاعد المذيب من المستودع إلى أعلى هذه الطبقة وبعد مروره بموضع العينة فإن مكونات الخليط المختلفة تتحرك خلال طبقة السيلكاجل بمعدلات مختلفة بحيث المكونات الأكثر امتزازا تكون حركتها أبطأ والنتيجة هي فصل النقطة الأصلية إلى مجموعة نقاط كل منها يحتوي على أحد المكونات.[6][7]

ب- كروماتوغرافيا التوزيع : Partition[عدل]

ويقصد به التحليل الكروماتوغرافي عن طريق الاختلاف في انحلالية المادة المراد فصلها مابين الطورين الساكن والمتحرك، ويشترط في الطور الساكن أن يكون سائل مشرّب أو مطعم على مادة صلبة.

ج- كروماتوغرافيا التبادل الأيوني : IEC :Ion-exchange Chromatography[عدل]

ويقصد به التحليل الكروماتوغرافي عن طريق تبادل الأيونات بين المادة المراد فصلها وبين أيونات السطح الذي يُحدث عملية التبادل وهي مادة كيميائية راتنجية ويمثل الطور الساكن .

جهاز (HPLC)تحضيري الكروموتغرافيا ذات الاداء العالي
An example of a HPCCC system

وصلات خارجية[عدل]

{{en:chromatography}} {{en:Separation processes}}


قالب:Pathology

المراجع[عدل]

  1. ^ http://www.cem.msu.edu/~cem333/Week16.pdf
  2. ^ http://faculty.kfupm.edu.sa/chem/arfaj/CHEM-Teaching/Arabic-GeneralChem/PDF/Chromatography.pdf
  3. ^ http://www.plasma-sy.com/node/6674
  4. ^ الكيمياء العامة تأليف كيفان ـ كلينفلند ترجمة د.سعد واصف، د. ماهر مصطفى الطبعة الثانية 1993 م معهد الإنماء العربي، بيروت ـ لبنان
  5. ^ الكيمياء العامة تأليف د.سالم لميباري وآخرين. الطبعة السادسة 1409 هجرية مكتبة الحرمين ـ الرياض
  6. ^ IUPAC Nomenclature for Chromatography IUPAC Recommendations 1993, Pure & Appl. Chem., Vol. 65, No. 4, pp.819–872, 1993.
  7. ^ الكيمياء العامة د.إبراهيم العوضي وآخرين. الهيئة العامة للتعليم التطبيقي ـ الكويت 1991 م