Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Хроматографія та її застосування в біології і медицині

Хроматографія - це фізико-хімічний метод розділення і аналізу сумішей газів, випарів, рідин або розчинених речовин за допомогою сорбційних процесів. Цей метод відкрив у 1903 p. M. Цвєт, який уперше застосував його для розді­лення рослинних пігментів. Хроматографія ґрунтується на різному розподілі компонентів суміші між двома фазами -рухомою та нерухомою.

Речовини, що складають нерухому фазу, називають сорбентами. Вони мо­жуть бути як у твердому, так і в рідкому стані, але зазвичай це тверді речовини. Як сорбенти використовують силіцій діоксид, силікагель, алюміній оксид тощо.

Рухома фаза - це потік рідини або газу, що фільтрується крізь шар сорбенту. Вона виконує функції розчинника і носія суміші речовин, які аналізують, і її називають сорбатом.

Хроматографія посідає одне з провідних місць серед великої кількості хіміч­них та фізико-хімічних методів розділення, аналізу, дослідження структури і властивостей індивідуальних хімічних сполук та їх складних сумішей і дуже широко представлена у Державній фармакопеї України.

Нині хроматографію широко використовують у наукових дослідженнях та у практиці лабораторій з контролю якості лікарських засобів, клінічних та хіміко-токсикологічних лабораторій.

Класифікація хроматографічних методів.Хроматографічні методи поділя­ють за різними ознаками, а отже, хроматографія буває таких типів:

газова, газорідинна та рідинна (за природою середовища, в якому прово­диться розділення);

молекулярна, гель-фільтраційна, йонообмінна, осадова, розподільна (за механізмом розділення);

колонкова, паперова, тонкошарова, капілярна (за технікою виконання).
Коротко розглянемо хроматографічні методи аналізу, найпоширеніші в

біології та медицині.

Газова хроматографія. Для розділення, аналізу і дослідження речовин та їх сумішей, що не розкладаються у газуватому стані, найширшого застосування набула газова хроматографія.

У газовій хроматографії як рухому фазу (газ-носій) найчастіше використову­ють інертні гази (гелій, аргон, азот). Нерухомою фазою може бути нелетка ріди­на (гліцерол, поліетиленгліколь), яку наносять на твердий носій (скло, тефлон), що ним заповнюють колонку.

Під час проходження досліджуваної суміші через хроматографічну колонку її компоненти селективно утримуються нерухомою фазою, а потім виходять із колонки і реєструються детектором, сигнали якого автоматично записуються у вигляді хроматограми. Кожному компоненту суміші на хроматограмі відпові­дає окремий пік. Положення піка визначається величиною часу утримування д), тобто часом від початку введення проби до виходу максимального піка.

Ідентифікацію компонентів суміші проводять зіставленням часу утримуван­ня відповідного компонента і еталону - речовини аналогічної структури. Збіг часу утримування еталону і досліджуваної речовини свідчить про їх ідентич­ність.

Визначення кількісного складу суміші полягає в тому, що інтенсивність піка кожного компонента пропорційна його вмісту в суміші.

Метод газохроматографічного аналізу дуже чутливий. Для його проведення достатньо кілька кубічних сантиметрів газу, мікролітрів рідини чи мікрограмів леткої речовини.

Газову хроматографію широко застосовують у медицині для визначення вмісту багатьох лікарських препаратів, продуктів їх метаболізму, рівня жир­них кислот, холестерину, стероїдів в організмі хворого тощо, у токсикологічній хімії, судовій медицині, криміналістиці та гігієні.

Рідинна хроматографія. У методі рідинної хроматографії рухомою фазою є рідина, нерухомою - твердий адсорбент. На відміну від газової, рідинна хрома­тографія може бути використана для аналізу речовин з молекулярною масою від кількох сотень до кількох мільйонів а. о. м., у тім числі складних макромо­лекул, нуклеїнових кислот, білків тощо.

Як розчинник застосовують легкі вуглеводні та їх похідні: гексан, бензен, толуен, метанол, етанол тощо. їх вибір визначається типом сорбенту, яким може бути силікагель, алюміній оксид, магній оксид, сахароза, полімери.

Залежно від характеру взаємодій, що відбуваються в шарі сорбенту, рідинну хроматографію поділяють на дві групи: молекулярну та хемосорбційну.

До першої групи відносять гель-фільтраційну (молекулярно-ситову), до дру­гої групи - афінну {біоспецифічну) хроматографію.

Гель-фільтраційна хроматографія ґрунтується на принципі розділення су­міші речовин за розмірами їхніх молекул. Процес відбувається завдяки тому, що в цеоліт (молекулярне сито) або пори гелю дифундують тільки ті речовини, розміри молекул яких не перевищують розміри nop адсорбенту. Унаслідок цьо­го молекули меншого розміру долають більший шлях і виходять з колонки піз­ніше, ніж більші молекули.

Останнім часом молекулярно-ситову хроматографію широко використову­ють для визначення молекулярної маси білків, виділення та очищення біополі-мерів (білків, пептидів, полісахаридів, нуклеїнових кислот) і навіть для розді­лення клітин, наприклад, лімфоцитів, еритроцитів тощо.

Паперова хроматографія (ПХ). У фармації й медицині широко застосову­ють паперову і тонкошарову хроматографії, які відрізняються від інших хро­матографічних методів простотою та зручністю виконання експерименту.

У ПХ як нерухому фазу використовують хроматографічний папір, або речо­вини, попередньо нанесені на його волокна.

Для отримання хроматограми розчини чистих речовин (свідків) і суміш, яку потрібно розділити, наносять на хроматографічний папір, нижній кінець якого занурюють у відповідну систему розчинників. Через деякий час суміш розділя­ється на зони окремих компонентів. Для виявлення зон хроматограму розгля­дають у світлі УФ-випромінювання за певної довжини хвилі й олівцем позна­чають контури плям.

Кількісне визначення полягає в тому, що пляму вирізають і після подріб­нення паперу екстрагують досліджувану речовину відповідним розчинником. Вміст речовини визначають будь-яким методом, придатним для визначення ма­лих кількостей (спектрофотометрія, полярографія тощо).

Тонкошарова хроматографія (ТШХ). У цьому методі роль носія виконує тонкий шар порошкоподібного сорбенту, нанесений на скляну або металеву пластинку. Як сорбенти застосовують силікагель, алюміній оксид, магній силі­кат тощо.

Аналіз цим методом загалом мало чим відрізняється від паперової хромато­графії. Разом з тим метод ТШХ має низку переваг: високу півидкість процесу хроматографування, можливість використання як нерухомої фази більшого асортименту сорбентів.

ПХ і ТШХ посідають одне з провідних місць серед методів розділення та ана­лізу органічних і біоорганічних сполук. За допомогою цих методів можна ви­значити речовини масою 10-20 мкг, розділення триває кілька хвилин, тому їх часто застосовують як експрес-методи


 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.