כרומטוגרפיה – השיטה המושלמת להפרדת חומרים

מה פירוש השם כרומטוגרפיה?       

כרומטוגרפיה מקורה במילה כרומו שהינה צבע ובמילה גרפיה שפירושה כתיבה. השיטה פותחה על ידי מדען רוסי שרצה להפריד את צבע הכלורפיל שמצוי בצמחים ולבודדו. אנו רואים כי השילוב של יוון ורוסיה יצר לנו תערובת בעצמה מה שכמובן מרמז לעיקרון ההפרדה שמצוי בבסיס השיטה. אך מדובר באנקדוטה מעניינת ותו לא והעניין בפועל נעוץ בשיטה עצמה על המורכבות שלה ועל יתרונותיה הרבים שהיא מספקת לעולם המדע. ניתן לומר כי כיום תהליכים כימיים רבים לא היו יכולים להתקיים ללא כרומטוגרפיה ולא רק תהליכים כימים כי אם גם תהליכים מדעיים אחרים ומכאן חשיבותה.

מהי למעשה שיטת הכרומטוגרפיה?

כפי שהבנו כבר, הכרומטוגרפיה הינה בעיקרה שיטה כימית שבמהלכה מתבצעת הפרדה בין חלקי תערובת וזאת באמצעות שתי פאזות אחת נייחת ואחת ניידת. כל חלק בתערובת נע אל פאזה אחרת וכך נוצרת הפרדה מלאה בין החלקים. השילוב בין פאזה ניידת לנייחת גורם לכך שחומרים בעלי זיקה איטית יותר ינועו לכיוון הפאזה הנייחת בעוד חומרים בעלי זיקה מהירה יותר ינועו אל עבר הפאזה הניידת יותר וכך תיווצר ההפרדה. לשיטה זו יתרונות עצומים ולא סתם היא הפכה לכה שכיחה וזוהי גם הסיבה מדוע כל סטודנט בשנה א' כבר לומר להכיר אותה ולהשתמש בה בניסויים רבים ומגוונים. ניתן לומר שעל אף שממציאה לא זכה בפרסים על כך השיטה יצרה מהפכה בעולם הכימיה, מהפכה שמורגשת עד ימינו אנו מה שכמובן מעניק לו כבוד רב. את ההפרדה בין חומרי התערובת ניתן לראות בעין כל עוד החומרים צבועים בצבע היה ואין צבע מעורב בתהליך הרי שניתן לצבוע את החומרים בתערובת UV, אולטרא סגולה, וכך להבחין בהפרדה שבוצעה.

אילו שיטות כרומטוגרפיה קיימות?

למעשה, שתי השיטות הידועות ביותר של כרומטוגרפיה הן: כרומטוגרפיות על גבי משטח וכרומטוגרפיה על גבי עמודה. לצד אלו ישנן כרומטוגרפיות מתקדמות יותר שנעשה בהן שימוש בגז ובנוזל בלחץ גבוה. לגבי הכרומטוגרפיה על משטח הרי שגם שם קיימות מספר שיטות להפרדה, הכל תלוי בתוצאה הסופית אותה אנו מבקשים להשיג וכך נבחר בשיטה המועדפת עלינו. כרומטוגרפיית משטח ראשונה שקיימת היא כרומטוגרפיה על גבי נייר, בשיטה זו הנייר מהווה את הפאזה הנייחת ובאמצעותו מתבצעת ההפרדה. כמובן ששיטה זו לא תמיד מתאימה ויש מקומות בהן היא נחשבת מיושנת, אך עדיין היא טובה פעמים רבות והיא תבצע את העבודה כראוי במרבית המקרים.

שיטה נוספת של משטח היא שימוש בנייר אלומיניום או משטח זכוכית כפאזה הניידת. שיטה זו גם כן מהווה שיטה המשתמשת במשטח ועל כן היא דומה בעיקרה לשימוש בנייר רק שכאן חומר הגלם המשמש לפאזה שונה. עם זאת חשוב לציין שהשיטה מהירה יותר ומדוייקת יותר מן השימוש במשטח ולכן משתמשים בה לרוב באופן תדיר יותר.

לצד שיטת המשטח, כאמור ישנה ישטה נוספת שהינה שיטת העמודה. בשיטה זו מפרידים לרוב את המולקולות או החלבונים לפי גודלם ולפי משקלם. השיטה מדוייקת יותר ונעשה בה שימוש למקרים אחרים מאלו שנעשה בהם שימוש בשתי השיטות הראשונות שהזכרנו. שיטה נוספת בעמודה שנעשה בה שימוש היא שיטת הפרדת היונים שבה מפרידים את המולקולות לפי מטענן החשמלי, כמובן שהמעבדה שבה מתרחש דבר זה צריכה להחזיק בציוד מתקדם יותר מסתם חתיכת משטח או נייר.

השיטה בה נעשה שימוש בגז משתמשת בפאזה הנעה בגז מה שמאפשר להפריד תרכובות אורגניות שמשתייכות לאותה משפחה אך נבדלים זה מזה באטום פחמן אחד.