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Chromatographie

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  • Die Chromatographie ist eine der wichtigsten Anwendungen sowohl für die qualitative Bestimmung als auch für die reine Präparation in heutiger Zeit. Bei neoLab erhalten Sie sämtliches Zubehör und Chemikalien, welches Sie für ihre Chromatographie-Anwendung benötigen. Zur Probenvorbereitung haben wir für Sie eine Auswahl an Spritzenvorsatzfiltern mit unterschiedlichen Membranmaterialien, Porengrößen und Filterflächen zusammengestellt. Durch die große Auswahl an Vials, Deckel und Septen finden Sie bei neoLab die perfekt abgestimmte Zusammenstellung für Ihre HPLC- oder GC-Anlage. Lagern Sie Ihre kostbaren Proben aufgrund der guten Qualität und Reinheit sorgenfrei für die chromatographische Anwendung.

    Zudem führen wir bei neoLab Mikroliterspritzen und Kapillaren, die Sie beispielsweise für ihre Probenauftragung bei der Dünnschichtchromatografie (DC) verwenden können. Zur Detektion der Zonen bei der DC, müssen Sie Ihre Platte gegebenenfalls mit Nachweisreagenz besprühen, erhalten Sie dafür von uns die dazu benötigten Chromatographie-Zerstäuber. Die passenden Chemikalien mit entsprechender Reinheit erhalten Sie bei neoLab. Überzeugen Sie sich von unserer Qualität!

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Geschichte

Geschichte

Bereits in der Antike wurde das Prinzip der Adsorption zur Meerwasserreinigung benutzt, damals verwendete Aristoteles verschiedene Tonerden zur Reinigung des Wassers. Mitte bis Ende des 19. Jahrhunderts wurde die Chromatographie auch in anderen Bereichen, wie beispielsweise der Kunst, angewendet. Jedoch in keinem naturwissenschaftlichen Zusammenhang.

Als eigentlicher Erfinder der Chromatographie gilt der russische Botaniker Michail S. Tswett. 1903 stellte er seine ersten Erkenntnisse auf naturwissenschaftlichen Treffen vor. Damals zeigte er die Auftrennung der Inhaltsstoffe anhand eines mit Inulin gefüllten Glasrohrs, indem er in Ligorin gelöstes Chlorophyll-Extrakt darauf gab und nach erstem Durchlaufen immer weiter reines Ligorin hinzugab. Die dabei erschienenen Zonen waren das blaugrüne Chlorophyll a und das gelbgrüne Chlorophyll b. 1906 veröffentliche er die Arbeit, die den Grundstein der Chromatographie legte: „Physikalisch-chemische Studien über das Chlorophyll. Die Adsorptionen.“ Er beschreibt in dieser Veröffentlichung die flüssig-chromatographische Trennung von Blattfarbstoffen mit Petrolether über Calciumcarbonat gefüllte Glassäulen. Den dabei entstandenen Farbzonen verdankt das Verfahren auch Ihren Namen: Chromatographie, also „Farbschreibung“.

Erst ungefähr 30 Jahre später wurden darauf aufbauende Arbeiten veröffentlicht. So erhielt Richard Kuhn 1938 einen Nobelpreis für die Anwendung der Chromatographie an Carotinoiden und Vitaminen. 1952 erhielten Martin und Sygne ebenfalls einen Nobelpreis für die „Erfindung der Verteilungschromatographie“. Martin und James entwickelten 1951 den ersten Gaschromatographen und Egon Stahl verhalf der Dünnschichtchromatographie Zugang zur chemischen Analytik, indem er die Herstellung leistungsfähiger Kieselgelplatten beschrieb.

Grundprinzip der Chromatographie

Die Chromatographie ist ein physikalisches Trennverfahren, bei welcher die Stofftrennung auf der unterschiedlichen Verteilung mit der stationären und der mobilen Phase erfolgt. Die mobile Phase besteht im Regelfall aus Flüssigkeiten oder Gasen, während die stationäre Phase aus festem Material besteht. Das chromatographische Verfahren dient der qualitativen und quantitativen Analyse der Bestandteile.

 Grundprinzip der Chromatographie

Verschiedene Stoffe verteilen sich unterschiedlich auf mobiler und stationärer Phase. Die Trennwirkung der Chromatographie beruht auf Adsorptions- und Verteilungsvorgängen. Diese Vorgänge hängen von der Polarität der Stoffe ab und daher auch damit, wie polar bzw. unpolar die beiden Phasen sind. Je ähnlicher sich der Stoff und eine Phase in der Polarität sind, desto mehr wechselwirken sie und desto länger verbleibt der Stoff in dieser Phase. Beispielsweise verbleibt ein unpolarer Stoff länger auf einer unpolaren stationären Phase, da die beiden stärker miteinander wirken und der Stoff wird somit nicht so weit transportiert, wie z.B. ein polarer Stoff.

Im Regelfall besitzen stationäre und mobile Phase gegensätzliche Polaritäten, wenn also die mobile Phase polar ist, dann ist die stationäre Phase unpolar.

Geräte

Die Chromatographie ist eines der wichtigsten Verfahren in der Analytik. Es gibt verschiedene Methoden, um unterschiedliche Stoffe aufzutrennen und zu analysieren. Im Folgenden haben wir Ihnen alle chromatographischen Methoden zusammengefasst. Jedes dieser chromatografischen Verfahren hat besondere Vorteile bei speziellen Substanzen, die untersucht werden sollen.

Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC)

 Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC)

Bei der HPLC werden gelöste Stoffe und Flüssigkeiten untersucht. Zuerst findet man im System ein oder zwei unterschiedliche Lösungsmittel (Solvent), meist jedoch ein unpolares und ein polares. Durch die Pumpe wird das Lösungsmittel eingebracht und der Mischer sorgt dafür, dass die korrekten Anteile des Solvent gemischt werden. Nun wird die Probenflüssigkeit aus den Vials im Autosampler über den Injektor eingebracht, welche vom Lösungsmittel weiter über die Chromatographiesäule transportiert wird. Die Säule ist entweder mit einem polaren oder unpolaren Stoff beschichtet, womit sowohl das Solvent als auch die Probensubstanz unterschiedlich wechselwirkt. Hier durch entstehen verzögerte Durchlaufzeiten, die am Detektor erkannt und in der darauffolgenden Auswerteinheit (Computer) aufgenommen und verarbeitet werden. Die Durchlaufzeit hängt aber auch von der Länge und Dicke der Säule ab.

Gaschromatographie (GC)

Mit einem Gaschromatographen untersucht man Stoffe, die entweder gasförmig sind oder sich verdampfen lassen. Zuerst muss ein Trägergas angeschlossen werden, dieses fungiert bei der GC ähnlich wie der Solvent bei der HPLC, nur dass es nicht mit der Säule wechselwirkt. Ein Trägergas zeichnet sich dadurch aus, dass es unreaktiv ist, weshalb oft das Edelgas Helium verwendet wird. Das Helium wird in die Kapillartrennsäule geleitet, welche sich im GC-Ofen befindet. Welche Trennsäule verwendet wird hängt von ihren Eigenschaften ab, wie z.B. von der Länge, dem Säulenmaterial oder der Dicke. Der Ofen heizt sich und die Kapillartrennsäule auf die gewünschte Temperatur auf und beeinflusst damit den Druck und die Durchlaufgeschwindigkeit. Zwischen dem Trägergas und der Säule befindet sich noch der Injektor für die Probe. Das Gas wird aus den dicht verschlossenen Probevials entnommen und eingespritzt und durch das Trägergas wird das Probengas weitertransportiert. Die Probe wechselwirkt mit der Trennsäule und so kommt es zu einem verzögerten Austritt am Detektor. Das Signal des Detektors wird von der Auswerteinheit aufgezeichnet und kann so interpretiert werden.

Gaschromatographie (GC)

Dünnschichtchromatographie (DC)

Dünnschichtchromatographie (DC)

Die Dünnschichtchromatographie ist ebenfalls eine sehr relevante Art der Chromatografie. Die DC kann ohne technische Mittel oder Strom durchgeführt werden. Diese Art der Chromatographie benötigt ebenfalls eine stationäre und eine mobile Phase zur Durchführung. Die stationäre Phase ist eine Art Platte, welche auf einer Seite mit einem Sorptionsmittel (z.B. Kieselgel, Aluminiumoxid, etc.) beschichtet ist. Auf diese Schicht wird die Probe aufgetragen und getrocknet, bevor man weiter vorgeht. Die mobile Phase ist das sogenannte Fließmittel, hierbei werden unterschiedliche Lösungsmittel in verschiedenen Anteilen gemischt und in die Entwicklungskammer gegeben. Diese Mischung löst die aufgetragene Probe und lässt sie sich nach der Zeit auf der stationären Phase aufspalten. Die Fließmitteldämpfe sättigen die Umgebung in der Kammer, damit die mobile Phase beim Hochwandern auf der stationären Phase nicht direkt verdampft.

Das Prinzip der Trennung mittels einer Dünnschichtchromatografie beruht auf den Kapillarkräften. Das Fließmittel wandert auf der stationären Phase nach oben und durch die unterschiedlichen Polaritäten von Fließmitteln und Platte haben die einzelnen Stoffe der Probe verschiedene Wechselwirkungen mit diesen Phasen. So trennt sich die Probe mit der Zeit auf. Durch das Auftragen von Referenzen, also einzelnen Reinstoffen welche man in der Probe vermutet, kann man auf die Inhalte der Probe schließen. Man kann sie anhand ihres RF-Werts identifizieren. Dies ist der Wert, den die Substanz im Verhältnis zur Gesamtlaufstrecke des Fließmittels hat. Sind die Zonen nach dem Trocknen der Platte nicht direkt sichtbar, können sie durch Nachweisreagenzien oder durch UV-Licht sichtbar gemacht werden.

Sonstige

Es gibt aber noch weitere Arten der Chromatographie. Die Säulenchromatografie (LC) die stationäre Phase ist hierbei ein zylindrisches Rohr, die Trennsäule, in der sich ein Packungsmaterial befindet. Die mobile Phase, das Fließmittel, läuft hindurch und der die zu prüfenden Stoffe werden im Verlauf der Chromatographie aufgetrennt. Die Ionenchromatographie (IC) basiert auf der Trennung durch Ionenaustausch, -ausschluss oder -paarbildung. Eine weitere Art der Chromatografie stellt die Papierchromatografie dar. Es handelt sich hierbei um eine schichtchromatografische Methode zur Trennung kleiner Substanzmengen.

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