Sắc ký (tiếng Anh: chromatography, từ tiếng Hy Lạp là χρῶμα chroma có nghĩa là “màu sắc” và γράφειν graphein nghĩa là “ghi lại”[1]) là một trong các kĩ thuật phân tích thường dùng trong phòng thí nghiệm của bộ môn hóa học phân tích dùng để tách các chất trong một hỗn hợp. Nó bao gồm việc cho mẫu chứa chất cần phân tích trong “pha động”, thường là dòng chảy của dung môi, di chuyển qua “pha tĩnh.” Pha tĩnh trì hoãn sự di chuyển của các thành phần trong mẫu. Khi các thành phần này di chuyển qua hệ thống với tốc độ khác nhau, chúng sẽ được tách khỏi nhau theo thời gian, giống như các vận động viên chạy maratông. Một cách lý tưởng, mỗi thành phần đi qua hệ thống trong một khoảng thời gian riêng biệt, gọi là “thời gian lưu.”

Trong kĩ thuật sắc ký, hỗn hợp được chuyên chở trong chất lỏng hoặc khí và những thành phần của nó được tách ra do sự phân bổ khác nhau của những chất tan khi chúng chảy qua pha tĩnh rắn hay lỏng. Nhiều kĩ thuật khác nhau đã được dùng để phân tích hợp chất phức tạp dựa trên ái tính khác nhau của những chất trong thiên nhiên và môi trường động khí hoặc lỏng và so với thiên nhiên và môi trường hấp phụ tĩnh mà chúng chuyển dời qua, như giấy, gelatin hay gel magie silicate .

Sắc ký phân tích được dùng để xác định danh tính và nồng độ các phân tử trong hỗn hợp. Sắc ký tinh chế được dùng để tinh chế các chất có trong hỗn hợp.

Nhà thực vật học người Nga Mikhail Tsvet (Mikhail Semyonovich Tsvet) phát minh ra kĩ thuật sắc ký vào năm 1903 khi ông đang nghiên cứu về chlorophyll [2]. Chữ sắc trong sắc ký có nghĩa là màu; nó vừa là tên của Tsvet trong nghĩa tiếng Nga, và vừa là màu của các sắc tố thực vật ông phân tích vào lúc bấy giờ. Tên này vẫn tiếp tục được dùng dù các phương pháp hiện đại không còn liên quan đến màu sắc.

Năm 1952 Archer John Porter Martin và Richard Laurence Millington Synge được trao giải Nobel Hoá học cho ý tưởng của họ về sắc ký phân bổ. [ 3 ]Kĩ thuật sắc ký tăng trưởng nhanh gọn trong suốt thế kỉ 20. Các nhà nghiên cứu nhận thấy nguyên tắc nền tảng của sắc ký Tsvet hoàn toàn có thể được vận dụng theo nhiều cách khác nhau, từ đó Open nhiều loại sắc ký khác nhau. Đồng thời, kĩ thuật thực thi sắc ký cũng tân tiến liên tục, được cho phép nghiên cứu và phân tích những phân tử tựa như nhau .

Lý thuyết sắc ký.

Sắc ký là kĩ thuật phân tích chất khai thác sự khác biệt trong phân bố giữa pha động và pha tĩnh để tách các thành phần trong hỗn hợp. Các thành phần của hỗn hợp có thể tương tác với pha tĩnh dựa trên điện tích, độ tan tương đối và tính hấp phụ.

Mức lưu giữ.

Mức lưu giữ đo tốc độ một chất di chuyển trong hệ thống sắc ký. Ở các hệ thống liên tục như HPLC hay GC mà các hợp chất được chiết xuất bởi chất chiết xuất, mức lưu giữ được đo bằng thời gian lưu (Retention time) Rt hay tR, khoảng thời gian giữa tiêm (injection time) và phát hiện (detection time). Ở các hệ thống ngắt quãng như TLC, mức lưu giữ được đo bằng hệ số lưu Rf, quãng đường di chuyển của hợp chất chia cho quãng đường di chuyển của chất chiết xuất (chạy nhanh hơn hợp chất cần phân tích).

Mức lưu giữ của một chất thường khác nhau đáng kể giữa những thí nghiệm và phòng thí nghiệm do xê dịch của chất chiết xuất, pha tĩnh, nhiệt độ và phong cách thiết kế của thí nghiệm. Vì vậy điều quan trọng là phải so sánh mức lưu giữ của hợp chất muốn khảo sát với một hoặc nhiều hợp chất chuẩn trong cùng điều kiện kèm theo .

Các kĩ thuật sắc ký.

Sắc ký giấy.

Là phương pháp sắc kí phân bố trên xenlulozo. Trong sắc kí giấy người ta cho 1 giọt dung dịch phân tích chấm lên giấy sắc kí. Khi ấy các cấu tử trong chất phân tích do tính chất phân bố khác nhau giữa dung môi và dung dịch nước nên sẽ bị tách ra ở các vị trí khác nhau trên giấy

Sắc ký lớp mỏng mảnh.

Sắc ký lớp mỏng dính ( TLC _ thin layer chromatography ) là kĩ thuật sắc ký khá nhanh gọn và tiện nghi. Nó giúp nhận ra nhanh được số lượng thành phần có trong hỗn hợp đem sắc ký. Trong giải pháp sắc ký lớp mỏng dính, thành phần trong hỗn hợp được xác lập nhờ so sánh thông số lưu của hỗn hợp Rf và thông số lưu Rf của 1 số ít chất đã biết .Bản sắc ký dùng trong sắc ký lớp mỏng dính TLC thường làm bằng thủy tinh, sắt kẽm kim loại hoặc bản plastic ( chất dẻo ) được phủ lên trên bằng 1 lớp chất rắn mỏng dính như silica gel, nhôm .

Sắc ký trao đổi ion.

Sắc ký trao đổi Ion ( Ion-exchange chromatography, viết tắt là IC ) là một quy trình được cho phép phân tách những ion hay những phân tử phân cực dựa trên đặc thù của chúng. Độ trao đổi ion giữa những phân tử sinh chất mang điện tích và nhóm điện tích gắn trên nền cột nhờ vào vào pH. Vì độ pH quyết định hành động trạng thái mang điện của những phân tử protein khác nhau xuất hiện trong dung dịch protein thô nạp vào cột. Sự tách được triển khai một cách tuyến tính nhờ đổi khác pH hoặc nồng độ muối của dung dịch đệm dùng để thôi cột. Dòng chảy ra khỏi cột được đo 0D ở bước sóng 280 nm .

Sắc ký ái tính ion sắt kẽm kim loại bất động.

Sắc ký lỏng hiệu năng cao.

Là chiêu thức chia tách trong đó pha động là chất lỏng còn pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn đã được phân loại dưới dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng đã phủ lên một chất mang rắn hay là một chất mang đã được đổi khác bằng link hóa học với những nhóm chức hữu cơ. Quá trình sắc ký lỏng dựa trên chính sách hấp phụ, phân bổ, trao đổi ion hay phân loại theo kích cỡ ( rây phân tử )

Sắc ký lọc gel.

Hoạt động theo nguyên tắc tách những phân tử theo size và khối lượng khác nhau đi qua nền nhựa xốp. Khi hỗn hợp protein được nạp vào nền cột, những phân tử prortein nhỏ sẽ khuếch tán vào những lỗ. Còn những protein lớn sẽ không chiu vào lỗ và liên tục đi dọc theo cột và sẽ sớm ra khỏi cột hơn những hạt nhỏ. Sắc ký lọc gel thường được dùng để : loại muối, những phân tử có kích cỡ nhỏ ; tinh sạch phân tử sinh chất ở trong mẫu nhỏ ; xác lập khối lượng phân tử …

Sắc ký ái lực.

Là giải pháp tách riêng không liên quan gì đến nhau và đặc hiệu sinh chất, dựa vào năng lực đặc hiệu của chúng vào nền sắc ký trải qua tương tác giữa kháng nguyên-kháng thể, enzyme-cơ chất … Sau đó dùng đệm tương thích để rửa trôi sinh chất mong ước ra khỏi cột. Các tay nối đặc hiệu sinh học thường là những chất có trong những phản ứng sinh hóa .

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

.

Là phương pháp sắc ký phân tách và định lượng sinh chất dưới áp suất cao, giúp giảm đáng kể thời gian và hiệu quả, chất lượng phân tích. Ưu điểm là giảm thời gian tách và thu mẫu nhờ quá trình sắc ký được thực hiện dưới áp suất nén cao, chất mang thường là polymer hữu cơ như polystyren hoặc hạt silicagel.

Liên kết bên ngoài.

• Library 4 Science các sách trực tuyến về sắc ký.
• HPLC Find – Thư mục về các trang web HPLC.

1. ^ “chromatography”. Online Etymology Dictionary.
2. ^
   • Tswett, M. S. (1905) “О новой категории адсорбционных явлений и о применении их к биохимическому анализу” (O novoy kategorii adsorbtsionnykh yavleny i o primenenii ikh k biokkhimicheskomu analizu” (On a new category of adsorption phenomena and on its application to biochemical analysis)), Труды Варшавского общества естествоиспытателей, отделении биологии (Trudy Varshavskago Obshchestva Estestvoispytatelei, Otdelenie Biologii (Proceedings of the Warsaw Society of Naturalists [i.e., natural scientists], Biology Section)), vol. 14, no. 6, pp. 20–39 (Note: Tsvet submitted his manuscript in 1903; however, it was not published until 1905.)

   The word “chromatogram” first appeared in print in 1906:

   • Mikhail Tswett (1906) “Physikalisch-Chemische Studien über das Chlorophyll. Die Adsorption.” (Physical-chemical studies of chlorophyll. Adsorption.) Berichte der Deutschen botanischen Gesellschaft, vol. 24, pp. 316–326. On page 322, Tsvet coins the term “chromatography”:

   Original: ” Wie die Lichtstrahlen im Spektrum, so werden in der Calciumkarbonatsäule die verschiedenen Komponenten eines Farbstoffgemisches gesetzmässig auseindergelegt, und lassen sich darin qualitativ und auch quantitativ bestimmen. Ein solches Präparat nenne ich ein Chromatogramm und die entsprechende Methode, die chromatographische Methode.”

   Translation: Like light rays in a spectrum, so the different components of a mixture of pigments are dispersed in the calcium carbonate column following a set pattern, and [they] can be determined in there qualitatively as well as quantitatively. I call such a preparation a “chromatogram” and the corresponding method, the “chromatographic method”.

   • Mikhail Tswett (1906) “Adsorptionanalyse und chromatographische Methode. Anwendung auf die Chemie des Chlorophylls” (Adsorption analysis and chromatographic method. Application to the chemistry of chlorophyll.), Berichte der Deutschen botanischen Gesellschaft, vol. 24, pp. 384–393.

   The first report of Tsvet’s discovery was published in 1905 : The word ” chromatogram ” first appeared in print in 1906 :: ” Wie die Lichtstrahlen im Spektrum, so werden in der Calciumkarbonatsäule die verschiedenen Komponenten eines Farbstoffgemisches gesetzmässig auseindergelegt, und lassen sich darin qualitativ und auch quantitativ bestimmen. Ein solches Präparat nenne ich ein Chromatogramm und die entsprechende Methode, die chromatographische Methode. ” : Like light rays in a spectrum, so the different components of a mixture of pigments are dispersed in the calcium carbonate column following a set pattern, and [ they ] can be determined in there qualitatively as well as quantitatively. I call such a preparation a ” chromatogram ” and the corresponding method, the ” chromatographic method ” .

3. ^ “The Nobel Prize in Chemistry 1952”. Bản gốc lưu trữ ngày 20 tháng 8 năm 2001 .

Source: http://139.180.218.5
Category: Thuật ngữ đời thường