Papirkromatografi, tyndtlagskromatografi og søjlekromatografi er tre typer kromatografiske teknikker. Det vigtigste forskel mellem papirchromatografi, tyndtlagskromatografi og søjlekromatografi er baseret på typen af stationær fase, der anvendes i kromatografiteknikken. Papirkromatografi bruger et cellulosepapir som dets stationære fase, tyndtlagskromatografi bruger aluminiumoxid eller silicagel som sin stationære fase, mens kolonnekromatografi bruger en søjle pakket med et passende matrixmateriale som sin stationære fase.
I processen med adskillelse og identifikation af biomolekyler, såsom proteiner og kulhydrater, er kromatografi en vigtig biofysisk teknik, der anvendes. Kromatografi adskiller forbindelser baseret på deres opløselighed, størrelse og ladning. Baseret på separationsmekanismen anvender kromatografi mekanismer såsom ionbytning, absorption, partition og størrelsesekskludering, og der er tre kromatografiske teknikker; nemlig papir, tyndt lag og søjlekromatografi. Papirkromatografi er baseret på fast-væske-adsorption og opløselighed af forbindelsen, og det bruger et cellulosepapir som den stationære fase. Tyndtlagskromatografi er baseret på fast-væske-adsorption af molekyler. Det har en stationær fase, der typisk er fremstillet af aluminiumoxid eller silicagel, og den mobile fase, der er opløsningsmidlet. Søjlekromatografi bruger en søjle pakket med en matrix, der bruges til at adskille molekyler hovedsageligt baseret på deres størrelse, affinitet eller dens ladning.
1. Oversigt over kromatografi og nøgleforskel
2. Hvad er papirkromatografi
3. Hvad er tyndtlagskromatografi
4. Hvad er kolonnekromatografi
5. Ligheder mellem papir, tyndt lag og søjlekromatografi
6. Sammenligning side ved side - Papir vs tyndt lag vs kolonnekromatografi i tabelform
7. Opsummering
Papirkromatografi er den enkleste type kromatografi, der bruges, og det bruges ikke til omfattende forskning. Det bruges hovedsageligt i studerende laboratorier til at identificere biomolekyler såsom aminosyrer og kulhydrater, der findes i blandinger. Papirkromatografi bruger en stationær fase, der fremstilles ved hjælp af cellulosepapir eller Whatman-filterpapir, og en mobil fase, der normalt fremstilles under anvendelse af organiske opløsningsmidler, såsom n-butanol, osv. Den stationære fase er mættet med vand, hvilket gør den stationære fase flydende. Når forbindelserne således opdages og får lov til at køre i nærværelse af den mobile fase, afhængigt af opløseligheden af forbindelserne, separeres de. Ved udvikling af kromatogrammet kan farvning således udføres for at bestemme kørslen længden af hver forbindelse. Retentionsfaktoren kan derved beregnes.
Figur 01: Papirkromatografi
Papirkromatografi kan yderligere klassificeres som stigende papirkromatografi og faldende papirkromatografi afhængigt af retningen på det løbende opløsningsmiddel.
Tyndtlagskromatografi eller TLC er en almindeligt anvendt teknik til at identificere forskellige aminosyrer, der er til stede i en blanding eller til identifikation af proteiner. Adskillelsesteknikken er baseret på den faste-væske-adsorption. Under tyndtlagskromatografi anvendes en plade lavet af aluminiumoxid eller silicagel som den stationære fase. Opløsningsmiddelblandingen varierer afhængigt af kravet og kan anvende forskellige kombinationer af organiske forbindelser, såsom n-butanol, eddikesyre og vand til fremstilling af opløsningsmidlet. Forbindelserne, der skal adskilles, opdages på pladen og nedsænkes i opløsningsmiddelblandingen. Når opløsningsmidlet bevæger sig op baseret på den kapillære virkning, der er givet af pladen, bevæger forbindelserne, der er plettet på pladen, også afhængigt af deres opløselighed i opløsningsmidlet.
Figur 02: Tyndt lagskromatografi
Påvisningen af pletterne efter kromatogrammet udføres ved forskellige farvningsprocedurer. Nogle bruger ninhydrinfarvning, der er temmelig en giftig metode til farvning. Moderne tyndtlagskromatogrammer bruger fluorescens-teknikker til at se kromatogrammet efter kørslen. Afhængig af de afstande, den har rejst, kan retentionstiden for hver forbindelse beregnes. Dette kan bruges til at identificere den type forbindelse, der er adskilt baseret på den anvendte blanding. TLC bruges hovedsageligt til at identificere aminosyrer i en proteinblanding og også til at adskille forskellige typer monosaccharider, der er til stede i en blanding.
Søjlekromatografi er et bredt udtryk, der bruges til at beskrive mange typer kromatografiteknikker, der bruger den søjlebaserede fremgangsmåde til separering. Ved søjlekromatografi anvendes en fysisk søjle sammen med et pakningsmateriale til at adskille forbindelserne. Adskillelsen kan være baseret på forskellige fysiske egenskaber udstillet af forbindelserne. Disse egenskaber kan være opladning, størrelse, 3D-konformation og bindingsevne osv. Således fungerer søjlen pakket med matrixmaterialet som den stationære fase, og vaskepufferen, der påføres søjlen, fungerer som den mobile fase.
Hvis molekylerne adskilles baseret på størrelsen, pakkes emballagematerialet på en måde, som det efterlader porer for forbindelserne at bevæge sig igennem. Således elueres de større molekyler, der ikke kan strømme gennem porerne, mens de mindre molekyler tager meget længere tid at eluere.
Figur 03: Kolonnekromatografi
Hvis molekylerne adskilles baseret på deres ladning, vil den stationære fase indeholde enten en anion- eller kationbytter, hvortil forbindelserne vil blive tiltrukket, baseret på deres ladning. Under vasketrinnet elueres de ikke-bundne forbindelser. Efter tilsætning af elueringsbufferen elueres de bundne ladede forbindelser. Påvisningen af disse elueringsmidler er for det meste baseret på spektrofotometriske teknikker.
Papir vs tyndt lag vs kolonnekromatografi | |
Papirkromatografi | Papirkromatografi er en kromatografisk teknik, der anvendes til at adskille forbindelser baseret på væske-væske-adsorption og opløselighed af forbindelsen. Det bruger et cellulosepapir som dets stationære fase. |
Tyndtlagskromatografi | Tyndtlagskromatografi er en anden kromatografisk teknik baseret på fast-væske-adsorption af molekyler. Det har en stationær fase fremstillet af aluminiumoxid eller silicagel og et opløsningsmiddel som den mobile fase, der er opløsningsmidlet. |
Søjlekromatografi | Søjlekromatografi bruger en søjle pakket med en matrix, der bruges til at adskille molekyler hovedsageligt baseret på deres størrelse, affinitet eller dens ladning. |
Stationær fase | |
Papirkromatografi | Papir fremstillet af nitrocellulose af Whatman bruges som den stationære fase i papirchromatografi. |
Tyndtlagskromatografi | Alumina eller silicagel anvendes som den stationære fase af tyndtlagskromatografien. |
Søjlekromatografi | En søjle pakket med passende emballeringsmateriale anvendes som den stationære fase i søjlekromatografien. |
Mobil fase | |
Papirkromatografi | Kørende opløsningsmiddel er den mobile fase af papirchromatografien. |
Tyndtlagskromatografi | Kørende opløsningsmiddel er den mobile fase af tyndtlagskromatografien. |
Søjlekromatografi | Vaskebuffer er den mobile fase af søjlekromatografien. |
Mekanismer brugt til adskillelse | |
Papirkromatografi | Papirkromatografi er baseret på fast-væske-absorption. |
Tyndtlagskromatografi | Tyndtlagskromatografi er baseret på fast-væske-absorption. |
Søjlekromatografi | Søjlekromatografi er baseret på størrelse ekskludering, ladning og form. |
Elueringsbuffer | |
Papirkromatografi | Kræves ikke ved papirkromatografi. |
Tyndtlagskromatografi | Kræves ikke til tyndtlagskromatografi. |
Søjlekromatografi | Krævet i søjlekromatografi. |
Opdagelse | |
Papirkromatografi | Farvning og ved at bestemme fastholdelsesfaktoren. |
Tyndtlagskromatografi | Farvning og ved at bestemme fastholdelsesfaktoren. |
Søjlekromatografi | Spektrofotometrisk bestemmelse. |
Papirkromatografi, TLC og søjlekromatografi er adskillelsesteknikker, der anvendes til at adskille biomolekyler, såsom proteiner, aminosyrer og kulhydrater (hovedsageligt monosaccharider). Papirkromatografi bruger et cellulosepapir som den stationære fase, og separationsmekanismen er baseret på fast-væske-adsorption. TLC bruger også fast-væske adsorptionsmekanismer. Molekylerne adskilles i den stationære fase, afhængigt af deres opløselighed i den mobile fase. Søjlekromatografi bruger fysiske egenskaber, såsom størrelse, form, ladning og molekylvægten af forbindelsen til at adskille. Søjlen pakket med matrixmaterialet fungerer som den stationære fase, medens vaskepufferen fungerer som opløsningsmiddelfasen. Dette er forskellen mellem et papirtyndt lag og søjlekromatografi.
1.Clark, Jim. “TINDLAGSKROMATOGRAFI.” Thin Layer Chromatography, 2007. Tilgængelig her
2.Coskun, Ozlem. “Separationsteknikker: kromatografi.” Northern Clinics of Istanbul, Kare Publishing, 2016. Tilgængelig her
1. 'Kromatografitank' (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2.'Tlc-sekvens 'Ved Quantockgoblin, (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. 'Kolonnekromatografi' (Public Domain) via Commons Wikimedia