Was ist Chromatographie und Chromatographiegeräte

Chromatographie ist ein chemisches Verfahren, bei dem Gemische verschiedener Stoffe in ihre Bestandteile getrennt werden. Mit anderen Worten: Ein chemisches Verfahren, um Gemische zu trennen oder verschiedene Stoffe im Gemisch nachzuweisen.

Jede Form der Chromatographie basiert auf einer mobilen und einer stationären Phase.

CHROMATOGRAPHIE-GERÄTE SIND...

Das sind Laborgeräte, mit denen man als Laborant Bestandteile einer Mischung trennt, um sie später zu verwenden.

Oder auch Geräte, mit denen kleinere Materialmengen analysiert werden. Chromatographie-Geräte dienen dazu, das Vorhandensein von Analyten in einer Mischung festzustellen oder deren relative Anteile zu messen.

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CHROMATOGRAFIE IST DIE TRENNUNG VON STOFFEN.

Bei der Chromatografie wird ein Stoff zwischen zwei Phasen aufgeteilt.

STATIONÄRE PHASE IN DER CHROMATOGRAFIE

Eine feste Flüssigkeit oder Flüssigkeit, die an einem Trägermaterial haftet.

MOBILE PHASE IN DER CHROMATOGRAPHIE

Das Gas oder die Flüssigkeit, die sich entlang der stationären Phase bewegt.

DER VERTEILUNGSKOEFFIZIENT

Dies ist die Verteilung einer Substanz zwischen diesen beiden Phasen. Wenn eine Mischung zu Beginn des Strömungswegs der mobilen Phase auf die stationäre Phase aufgebracht wird, werden die Substanzen, aus denen die Mischung besteht, von der mobilen Phase mitgenommen.

Die Geschwindigkeit, mit der die verschiedenen Substanzen mitgenommen werden, hängt davon ab, inwieweit sich eine Substanz an die stationäre Phase gegenüber der mobilen Phase anlagert.

Das Trennungsprinzip (Chromatographie)

In den drei Spalten nebenstehend ist das Trennprinzip dargestellt.

FESTE STATIONÄRE UND FLÜSSIGE MOBILE PHASE

Das System besteht aus:

1 einer Säule, die mit einer festen stationären Phase (dunkelorange) gefüllt ist

2. durch die eine flüssige mobile Phase fließt (hellorange).

3. Wenn eine Mischung aus zwei Stoffen (grün und violett) auf die Säule aufgebracht wird, werden beide Stoffe durch die Säule transportiert. Da sich der grüne Stoff jedoch stärker an die stationäre Phase bindet als der violette Stoff, verlassen die beiden Stoffe die Säule nacheinander.

Es kann verschiedene Gründe geben, eine Mischung trennen zu wollen. Welche Anforderungen an ein Chromatographiesystem gestellt werden, hängt vom angestrebten Ziel ab.

Chromatographiegeräte sind die Geräte, die Laboranten verwenden, um verschiedene Trennverfahren durchzuführen. Es gibt verschiedene Arten von Chromatographiegeräten

DIE 6 ARTEN VON CHROMATOGRAPHIEGERÄTEN

GC-Systeme (Gaschromatograph)
HPLC-Systeme (Hochdruckflüssigkeitschromatographie)
GC/MS-Systeme (Gaschromatograph/Massenspektrometrie)
AAS-Systeme (Atomabsorptionssystem)
ICP-MS/OES-Systeme (induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie/Massenspektrometrie und optischer Emissionsspektrograph)
LC/MS-Systeme (Flüssigchromatographie/Massenspektrometrie)

WEITER UNTEN AUF DIESER SEITE WERDEN IHNEN ALLE ARTEN VON CHROMATOGRAPHIE-GERÄTEN ERKLÄRT.

GC-Systeme

GC steht für Gaschromatograph. Bei Verwendung dieses Geräts wird das Ergebnis als Grafik mit verschiedenen Spitzen angezeigt. Auf der x-Achse ist die Retentionszeit angegeben, also die Zeit, die das Gas benötigt, um die Säule zu passieren.
Die Stoffeigenschaft ist die Retentionszeit eines Stoffes. Diese Retentionszeit bleibt für denselben Stoff immer gleich. Wenn ein Stoff besser am Trägergas haftet, wird er leichter durch die Säule transportiert. Die Retentionszeit ist dann kürzer. Wenn ein Stoff besser am Trägergas haftet, wird er leichter durch die Säule transportiert. Die Retentionszeit ist dann kürzer. Auf der y-Achse ist die Intensität angegeben: Je höher ein Peak ist, desto mehr von dem Stoff war im getrennten Gas vorhanden.

Was sind HPLC-Systeme?

HPLC steht für High Pressure Liquid Chromatography (Hochdruckflüssigkeitschromatographie). Mit einem HPLC-System wird eine Flüssigkeitschromatographie durchgeführt. Dabei wird die mobile Phase (Elutionsmittel) unter hohem Druck durch eine stark gepackte Säule gepumpt.
Der Druck kann bei einer normalen HPLC bis zu 200 bar betragen.
Durch den hohen Druck und den richtigen Kontakt mit der stationären Phase wird eine relativ hohe Trenngeschwindigkeit und eine sehr gute Auflösung erreicht.

Die Laufzeit für die Messung einer Probe mit HPLC kann zwischen 5 und 60 Minuten variieren.

Was sind GC-MS-Systeme?

Ein Gaschromatographie-Massenspektrometrie-System (GC/MS) trennt chemische Gemische (GC-Komponente) und identifiziert die Komponenten auf molekularer Ebene (MS-Komponente). Es ist eines der genauesten Werkzeuge zur Analyse von Umweltproben.

Bei einem GC wird eine Mischung durch Erhitzen in einzelne Stoffe getrennt. Die erhitzten Gase werden durch eine Säule mit einem Inertgas (z. B. Helium) geleitet. Wenn die getrennten Stoffe aus der Säulenöffnung austreten, strömen sie in das MS.

Die Massenspektrometrie identifiziert Verbindungen anhand der Masse des Analytenmoleküls. Die Sammlung bekannter Massenspektren, die mehrere tausend Verbindungen umfasst, wird auf einem Computer gespeichert. Die Massenspektrometrie gilt als der einzige definitive analytische Detektor.

Was sind LC-MS-Systeme?

LC-MS nutzt ein HPLC-System, bei dem die flüssige Probe an der Stelle, an der die flüssige mobile Phase die Säule verlässt, zerstäubt wird, um mikroskopisch kleine Tröpfchen zu bilden. Diese verdampfen schnell und setzen dabei ionisierte Analytenmoleküle frei, die im MS getrennt werden.

LC-MS kombiniert die Auflösungsfähigkeit von HPLC bei Materialien mit hohem Molekulargewicht mit der Leistungsfähigkeit des MS.

Auf diese Weise kann die molekulare Identität selektiv nachgewiesen und bestätigt werden. Die wichtigsten Anwendungsbereiche finden sich in der pharmazeutischen Forschung, der Umweltanalyse, der Lebensmittelprüfung und der forensischen Untersuchung.

Was sind AAS-Systeme?

Die Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) ist eine Analysetechnik, die sich die selektive Absorption elektromagnetischer Strahlung durch Atome zunutze macht.

1. Eine Probe wird in einer Flamme pulverisiert.

2. Anschließend wird mit einer Lampe Licht in die Flamme gestrahlt.

3. Das ausgestrahlte Licht wird von den Atomen in der Flamme absorbiert.

Der Grad der Absorption wird durch die Konzentration der Atome in der Flamme und damit auch durch die Konzentration der Atome in der Probe bestimmt.

Mit dieser Analysetechnik werden Metallatome gemessen. Die Größe, in der Metalle gemessen werden können, liegt in der Größenordnung von ppm, d. h. mg/Liter oder μg/ml.

Was sind ICP-MS-Systeme?

Ein ICP-MS ist eine Kopplung eines induktiv gekoppelten Plasmas (ICP) mit einem Massenspektrometer (MS). Die sehr hohe Empfindlichkeit ermöglicht die Bestimmung von Metallen und einigen Nichtmetallen.

ICP-MS arbeitet mit einem Argonplasma, in das die zerstäubte flüssige Probe injiziert wird. Die Probe ionisiert im Plasma und die Ionen senden Licht mit verschiedenen charakteristischen Wellenlängen aus. Diese werden anschließend gemessen.

Bei der ICP-MS werden die im Argonplasma erzeugten Ionen in das MS injiziert. Dieses trennt die Ionen anhand ihres Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses. Dies wird häufig für die Analyse von Metallen auf Konzentrationen in Parts per Trillion (ppt) verwendet.