Хроматография представляет собой совокупность методов разделения веществ на основе различий в их распределении между двумя фазами: неподвижной и подвижной. Ключевым принципом является различие в скорости миграции компонентов смеси через систему, обусловленное их физико-химическими свойствами, такими как растворимость, полярность, молекулярная масса и способность к адсорбции.
Неподвижная фаза может быть твердым сорбентом (адсорбционная хроматография), жидкостью, закреплённой на твердой подложке (жидкостная хроматография), либо мембраной с определённой пористостью. Подвижная фаза — газ, жидкость или смесь газов и паров, которая переносит анализируемые вещества через неподвижную фазу.
1. Адсорбционная хроматография. Основана на различной способности молекул вещества адсорбироваться на поверхности твердого сорбента. Вещества с высокой адсорбцией задерживаются на фазе дольше, чем слабо адсорбирующиеся. Применяется для разделения органических соединений, красящих веществ, аминокислот, липидов.
2. Разделение по распределению (распределительная хроматография). Компоненты смеси распределяются между двумя несмешивающимися фазами — обычно жидкой неподвижной и подвижной фазой. Скорость миграции определяется коэффициентом распределения вещества между фазами. Основные виды: тонкослойная и бумажная хроматография.
3. Ионообменная хроматография. Использует свойства ионов обмениваться с функциональными группами ионообменной смолы. Категорически важна для разделения ионов металлов, аминокислот и биополимеров. Выбор смолы и условий элюирования позволяет высокую селективность.
4. Гель-фильтрационная (ситовая) хроматография. Разделение по молекулярной массе с помощью пористых матриц. Молекулы больших размеров проходят через колонку быстрее, не проникая в поры геля, тогда как малые задерживаются. Применяется для очистки белков, пептидов, полисахаридов.
5. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ, HPLC). Метод, обеспечивающий высокую разрешающую способность и скорость разделения. Использует мелкодисперсные сорбенты, высокое давление и оптимизированные градиенты подвижной фазы. Позволяет анализировать сложные смеси органических и неорганических веществ.
6. Газовая хроматография. Применяется для летучих органических соединений. Подвижная фаза — инертный газ, неподвижная — тонкий слой жидкости или полимер на носителе. Разделение происходит за счёт различий в испаряемости и сродстве к фазам. Совместима с масс-спектрометрией для идентификации компонентов.
Хроматографические методы тесно связаны с системами детектирования, которые обеспечивают количественный и качественный анализ:
Хроматографические методы обеспечивают высокую селективность, чувствительность и возможность автоматизации анализа. Сочетание различных типов хроматографии и детекторов позволяет решать широкий спектр задач, от фундаментальных исследований до промышленного контроля качества.