نوشته‌ها

سایت ویستاژن در این مطلب به توضیح روش کروماتوگرافی یا  FPLC پرداخته است.

کروماتوگرافی یا FPLC چیست؟

کروماتوگرافی یا سَوانِگاری تکنیکی ساده است برای جداسازی و خالص سازی ترکیبات مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. کروماتوگرافی بر اصل پخش فاز بنیان نهاده شده است. بطور کلی می توان بیان‌ داشت که کروماتوگرافی دارای دو فاز ساکن و متحرک است. و بر اساس فاز متحرک نامگذاری می شود، می توان گفت هنگامی که‌ فاز ثابت بخش دو یا چند جز در این دو فاز متفاوت باشد.
اجزای مربوطه قابلیت در فاز متحرک را دارا می باشند، هرچه فاز ساکن، یک‌ جز محکم تر نگه دارد. درصد مولکول های جزئی بی حرکت نگه داشته شده بیشتر می شود، بنابراین بطور متوسط مولکول های جزئی که با شدت کمتر نگه داشته می شوند، نسبت به مولکول های دیگر با سرعت بیشتری ازروی فاز ساکن عبور می کنند، همانطور که قبلاً گفته شد: کروماتوگرافی دارای ۲ فاز ساکن و متحرک می باشد که بر اساس فاز متحرک به دو دسته تقسیم بندی می شود که عبارتند از

انواع کروماتوگرافی

۱.کروماتوگرافی مایع

کاربرد این نوع کروماتوگرافی بیشتر در بخش های آموزشی، پژوهشی و در صنایع داروسازی و غذایی می باشد.

۲.کروماتوگرافی گازی

این روش بیشتر در صنعت و بخش پژوهشی مورد استفاده می باشد.

بر حسب کاربرد، چهار نوع کروماتوگرافی در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می گیرد.

۱.کروماتوگرافی مایع_گاز

این دسته جز کروماتوگرافی گازی می باشد و اساس روش آن GLC است که کاربرد وسیعی دارد و بین فاز متحرک گازی و‌ یک فاز مایع ثبت می شود که بر روی یک سطح ماده جامد بی اثر می باشد.

۲.کروماتوگرافی ستونی

فرآیندی بسیار آرام می باشد که به مقدار بسیار زیادی از نمونه یا محلول لازم است و بین فازهای مایع و جامد انجام می پذیرد.

۳.کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)

این متد بسیار آسان است و به سرعت انجام می شود و‌ برای تفکیک اجزا یک مخلوط بسیار مفید است‌. این روش نوعی کروماتوگرافی جذبی جامد-مایع است و اصول و اساس آن مانند کروماتوگرافی ستونی می باشد ولی در این مورد جسم جامد بصورت یک لایه نازک بر روی یک قطعه شیشه یا یک تکه پلاستیک مقاوم پخش می شود. یک قطره از محلول نمونه یا مجهول را در نزدیکی لبه صفحه گذاشته می شود و صفحه را همراه میزان کافی از حلال استخراج کننده در ظرفی قرار داده می شود.
میزان حلال باید به صورتی باشد که فقط در سطح زیر لکه قرار بگیرد.حلال باید به سمت بالای صفحه رفته و اجزا مخلوط را با سرعتهای متفاوت همراه خود می کند. در‌ واقع ممکن است؛ بسیاری از لکه ها روی صفحه پدیدار می شوند. و یکی از مزیت های این روش احتیاج به میزان بسیار کمی از محلول مورد استفاده قرار می گیرد.

۴.کروماتوگرافی کاغذی

این روش بر روی یک کاغذ ممکن است ۲ساعت زمان ببرد. این نوع ازمایش که زیرمجموعه کروماتوگرافی مایع می باشد، زیرا در این روش فاز متحرک حلالی می باشد که در شرایط مایع است.ساختار این نوع کاغذ از فیبرهای سلولزی می باشد.که عموماً بطور غیرمنظم در کنار یکدیگرند و باعث اختلال در کاغذ می شود. این امر خاصیت موئینگی را بر روی کاغذ افزایش می یابد که باعث می شود حلال های قطبی بویژه آب و الکل به راحتی بر روی سطح کاغذ نفوذ می یابد.

RF در کروماتوگرافی چیست؟

مشخصه ای است که می توان به نسبت مسافت طی شده توسط نمونه به نسبت طی شده توسط حلال می باشد، که تشخیصی بر بیان نوع ماده است.
Rf=b/a=
مسافت طی شده توسط نمونه/ مسافت طی شده توسط حلال.

کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا HPLC

کروماتوگرافی مایع FPLC

(Fast Protein Liquid chromatography) یا کروماتوگرافی مایع سریع پروتئین که زیرمجموعه کروماتوگرافی مایع می باشد و در موارد آنالیز و یا خالص سازی مخلوط پروتئین ها مورد استفاده قرار می گیرد. این روش قادر است نمونه هایی با ابعاد چند میلی گرم (با ستون هایی با حجم ۵ لیتر یا کمتر) تا نمونه های صنعتی با ابعاد کیلوگرمی (با ستون هایی با حجم چندین لیتر) را به آسانی تجزیه و تحلیل می کنند. روش FPLC علاوه بر پروتئین ها برای تخلیص سایر مولکول های زیستی مانند لیپوپروتئین ها RNA و DNA مورد استفاده قرار می گیرد.این دستگاه مانند دیگر سیستم های کروماتوگرافی، جداسازی را بر طبق برهم کنش متفاوت اجزای محلول با دو فاز ساکن و متحرک انجام می دهد. در FPLC فاز متحرک یک محلول آبی یا (بافر) می باشد. شدت جریان بافر با استفاده از یک پمپ کنترل بطور معمول ثابت نگه داشته می شود، درحالی که ترکیب بافر می تواند با ترکیب مایعات در روش FPLC، جداسازی پروتئین را درزمان بسیار کوتاه تری نسبت به سایر روش ها انجام داد که بحث زمان در این روش مهم ترین عامل و پراهمیت است زیرا در صنعت برای تخلیص پروتئین در مقیاسی بزرگتر کاربرد دارد و به شکل بسیار وسیعی استفاده می شود.
ویژگی دیگری که این روش داراست واین روش را دارای تمایز کرده است فاز ساکن آن است که از دانه های با قطر کم تشکیل شده و درون یک ستون استوانه شیشه ای یا پلاستیکی با حجم بالا قرار دارد. در دستگاه FPLC طیف وسیعی از بافرهای آبی (متحرک) و فازهای ساکن به کار برده می شود.

 

گردآورنده: سرکار خانم پریناز زارع

سایت ویستاژن در این مقاله به توضیح روش کروماتوگرافی و انواع کروماتوگرافی پرداخته است.

کروماتوگرافی چیست؟

کروماتوگرافی تکنیکی است که در آزمایشگاه جهت تفکیک اجزای یک ترکیب مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترکیب در یک فاز مایع حل می‌شود که توسط فاز دیگری به نام فاز ثابت نگه داشته می‌شود. اجزای مختلف مخلوط با سرعت‌های متفاوت حرکت می‌کنند و این عمل موجب جدا شدن آن‌ها از یکدیگر می‌شود. اساس این تفکیک بر جذب و توزیع مواد بین فاز متحرک و فاز ساکن استوار است. فاز ساکن ممکن است جامد یا مایع و فاز متحرک می‌تواند مایع یا گاز باشد. انواع کروماتوگرافی کاربردها متفاوتی دارند، که در این مقاله به اختصار توضیح داده شده است.

انواع کروماتوگرافی

بر اساس حالت فیزیکی فاز ساکن و فاز متحرک، کروماتوگرافی به انواع زیر تقسیم می‌شود:

  • کروماتوگرافی جامد-مایع

   ژلی

  تبادل یونی

   کاغذی

   لایه نازک

  • کروماتوگرافی جامد-گاز

  • کروماتوگرافی مایع-مایع

   کاغذی

   تقسیمی

  • کروماتوگرافی مایع-گاز

انواع دستگاه کروماتوگرافی و کاربرد آن

همچنین می‌توان کروماتوگرافی را از لحاظ شکل بستر به انواع زیر تقسیم کرد:
  • ستونی

کروماتوگرافی ستونی روشی از جدا‌‌‌سازی‌ است که فاز ساکن داخل یک لوله قرار دارد. فاز ساکن جامد، با یک مایع پوشیده شده است که ممکن است همه‌ی فضای لوله را اشغال کند یا در امتداد دیواره‌ی درونی لوله متمرکز شود و فضایی در قسمت میانی لوله برای عبور فاز متحرک ایجاد شود. پس از جریان یافتن حلال در داخل ستون، فاز مایع نمونه را به سمت پایین لوله انتقال می‌دهد ولی چون فاز جامد ترکیبات مختلف موجود در نمونه را با قدرت یکسانی جذب نمی‌کند، برخی ترکیبات سریع‌تر داخل ستون حرکت می‌کنند.

فاز جامد این نوع کروماتوگرافی از جنس موادی همچون آلومین، سیلیکاژل، فلورسین، منیزیم اکسید، کربنات کلیسم و…می باشد.

در سال ۱۹۷۸ کلارک استیل نسخه‌ی جدیدی از کروماتوگرافی ستونی را تحت عنوان کروماتوگرافی ستونی فلش اختراع کرد. در این تکنیک، حلال تحت تاثیر یک فشار اضافی خارجی درون ستون حرکت می‌کند؛ این حالت سبب می‌شود مدت زمان کروماتوگرافی کاهش یافته و در حدود ۲۰ دقیقه، جداسازی اجزا انجام شود.

  • مسطح

کروماتوگرافی کاغذی: در این تکنیک محلول روی نقطه ای از کاغذ کروماتوگرافی گذاشته می‌شود. کاغذ درون ظرف حاوی مایع حلال قرار می‌گیرد و سپس حلال از طریق کاغذ،بالا می‌آید. کاغذ کروماتوگرافی از جنس سلولز و قطبی است و ترکیبات موجود در نمونه هرچه قطبیت کمتری داشته باشند بالاتر می‌روند.ترکیبات قطبی‌تر سریعتر با کاغذ تشکیل پیوند می‌دهند و در نتیجه مسافت زیادی را طی نمی‌کنند.

کروماتوگرافی لایه نازک: این روش از نوع کروماتوگرافی جامد-مایع است. در این نوع کروماتوگرافی یک قطره از از نمونه روی لایه‌ی جاذب که روی سطح جسمی بی اثر مانند شیشه پخش شده،گذاشته می‌شود. سپس لایه‌ی جامد درون ظرفی حاوی مایع استخراج کننده قرار می‌گیرد. (سطح مایع پایین‌تر از لکه‌ی نمونه است.) حلال توسط لایه جاذب به آرامی به سمت بالا کشیده می‌شود و در نتیجه هر یک از اجزای نمونه بسته به ویژگی هایشان در محلی خاص از لایه تجمع پیدا می‌کنند و در نهایت بصورت لکه‌ دیده می‌شوند. فاز ساکنِ کروماتوگرافی لایه نازک معمولا از جنس سلولز، سیلیکاژل یا آلومین است.

شرح برخی از انواع کروماتوگرافی، بر اساس حالتِ فاز متحرک،بصورت زیر است:

کروماتوگرافی‌های گازی:

  • کروماتوگرافی گاز-جامد (GSC): اساس این تفکیک، جذب سطحی گاز روی سطح جامد است.
  • کروماتوگرافی گاز-مایع (GLC): کروماتوگرافی گازی معمولا داخل ستونی انجام می‌شود که ممکن است ستونِ packed یا ستون مویین  باشد. ستون‌های packed، ارزان‌تر بوده و استفاده از آنها راحت تر است. ستون های مویین هرچند گران‌ترند اما دارای وضوح بهتری بوده و برای ترکیبات پیچیده تر مورد استفاده قرار می‌گیرند.هر دو نوع ستون از مواد شیمیایی بی اثر و جاذب تشکیل شده اند.

کروماتوگرافی گازی بر تعادل تقسیم آنالیت بین یک فاز ساکن مایع (اغلب سیلیکون مایع) و یک فاز متحرک گازی (اغلب هلیوم) مبتنی‌ست. فاز ساکن داخل یک شیشه با قطر کوچک (ستون مویین) و یا یک ماتریکس جامد در یک لوله‌ی بزرگتر (packed) ریخته می‌شود.این تکنیک برای آنالیزهای شیمیایی پرکاربرد است. هرچند دمای بالای مورد استفاده در آن، باعث واسرشتگی مولکول‌های زیستی از قبیل پروتئین ها می‌شود، اما جهت استفاده در تحقیقات بیوشیمی،در پتروشیمی، نظارت و اصلاحات محیط زیستی و شیمی صنعتی مناسب است.

کروماتوگرافی‌های مایع:

  • کروماتوگرافی مایع-مایع: این تکنیک بطور کلی از لحاظ قطبیت به دو نوع تقسیم می‌شود. روش‌هایی که در آن‌ها فاز ساکن قطبی‌تر از فاز متحرک است کروماتوگرافی فاز مایع نرمال نامیده می‌شود و حالت عکس آن، کروماتوگرافی فاز مایع معکوس نام دارد.

 کروماتوگرافی‌های کاغذی و تقسیمی از این نوع کروماتوگرافی هستند.

 

کروماتوگرافی تقسیمی چیست؟

در این تکنیک،اساس تقکیک قدرت انحلال پذیری اجزا در فاز ساکن است. اجزایی که با سرعت بیشتری حل می‌شوند، سریع‌تر در طول ستون حرکت خواهند کرد. این روش شبیه به کروماتوگرافی ستونی جذب سطحی‌ است با این تفاوت که معمولا ظرف مورد استفاده در این تکنیک کوچک‌تر است و همچنین فاز مایع موجود در ستون نیز متفاوت است.

  • کروماتوگرافی مایع – جامد: به انواع جذب سطی، ژلی، تبادل یونی و لایه کاغذی تقسیم می‌شود.

کروماتوگرافی ژلی چیست؟

در این تکنیک از یک ژل پایدار و بی اثر استفاده می‌شود که دارای تخلخل‌هایی با اندازه های متفاوت است.در نتیجه اجزای نمونه بر حسب جرم مولکولی، به ترتیب از ستون خارج می‌شوند؛ اگر نمونه شامل مولکول‌هایی با انداز‌ه‌ بسیار بزرگ باشد، اصلا وارد ژل نشده و در نتیجه تفکیک نمی‌شوند. همچنین اگر اجزای خیلی ریز در مخلوط موجود باشد، در ژل فرورفته و از هم جدا نخواهند شد.

بیشترین کاربرد این نوع الکتروفورز در تفکیک ماکرو‌مولکول های زیستی همچون پروتئین،آنزیم، اسید نوکلئیک و پلی ساکاریدهاست. همچنین جهت جداسازی درشت مولکول های مصنوعی نیز بکار می‌رود.

 تاریخچه کروماتوگرافی

کروماتوگرافی برای اولین بار در سال ۱۹۰۳ توسط دانشمندی روسی به نام میخائیل تسوت (Mikhail Tswett) به کار گرفته شد. این دانشمند در دهه‌ی اول قرن بیستم، بر روی جداسازی رنگدانه‌های گیاهی از قبیل کلروفیل، کاروتن و گزانتوفیل کار می‌کرد. به دلیل این که این ترکیبات دارای رنگ‌های مختلف هستند، این تکنیک “کروماتوگرافی” نام گرفت. انواع جدیدتر کروماتوگرافی که  بین دهه های ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ اختراع شدند، امکان استفاده از این روش را جهت جداسازی سایر ترکیبات نیز، فراهم کردند.

طی دهه‌های ۱۹۴۰ و ۱۹۵، کروماتوگرافی در نتیجه‌ی کار مارتین (Archer john Porter Martin) وسینج (Richard Laurence Millington Synge) بطور چشمگیری توسعه یافت. آن‌ها اصول و تکنیک‌های پایه‌ای کروماتوگرافی پروتئین را بنیان نهادند و تلاش آنان سبب توسعه‌ سریع چندین روش کروماتوگرافی شد: کروماتوگرافی کاغذی، کروماتوگرافی گازی و روشی که کروماتوگرافی گاز – مایع (HOLC) نام گرفت. از آن زمان، این فناوری به سرعت پیشرفت کرده است. محققان دریافتند که اصول اصلی کروماتوگرافی تسوت می تواند به روش های مختلفی اعمال شود و در نتیجه انواع مختلف کروماتوگرافی اختراع و بکار گرفته شد.  پیشرفت‌های مداوم، باعث بهبود عملکرد فنی کروماتوگرافی شدند.

اگر به کروماتوگرافی علاقه دارید، مقاله FPLC چیست؟ و کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا (HPLC ) را نیز مطالعه بفرمایید.

 

ویستاژن   ویستا ژن vistagene

گردآورنده : سرکار خانم لیلا تنهایی