CROMATOGRAMĂ: PENTRU CE ESTE ȘI TIPURI - CHIMIE - 2025

Cromatograma este un record grafic bidimensional obținut pe un suport absorbant, prezentând separarea substanțelor prin cromatografie. Pe cromatogramă se formează un model vizibil, vârfuri sau pete, care reflectă separarea fizică a componentelor unui amestec.

Figura inferioară este o cromatogramă cu trei vârfuri, A, B și C, din trei componente ale eșantionului separate prin cromatografie. Se observă că fiecare dintre cele trei vârfuri are o înălțime și o locație diferite pe axa de timp a cromatogramei.

Cromatogramă tipică. Sursa: Heliagon, de la Wikimedia Commons

Axa ordonată sau Y înregistrează informațiile despre intensitatea semnalului (în milivolți mV în acest caz). Reprezintă înregistrarea, în funcție de detector, a unor proprietăți fizice ale substanței sau componente separate ale amestecului.

Înălțimea vârfului este proporțională cu concentrația componentei separate de probă într-un sistem optim. Astfel, de exemplu, este ușor de vizualizat faptul că componenta B este într-o proporție mai mare decât A și C.

Pe abscisa sau axa X, timpul de retenție al componentelor eșantionului sau amestecului este reprezentat. Este timpul care trece de la injectarea eșantionului până la oprirea acestuia, fiind diferit pentru fiecare substanță pură.

Pentru ce este o cromatogramă?

Este înregistrarea finală a întregului proces de cromatografie. Parametrii care sunt de interes analitic sunt obținuți din acesta. Acesta poate fi obținut ca fișier electronic, histogramă tipărită sau pe suportul de proces; pe hârtie, de exemplu.

Axa Y este generată de detectoare de răspuns de semnal sau de intensitate, cum ar fi spectrofotometre. Este esențială o analiză optimă a timpului, a caracteristicilor vârfurilor sau petelor obținute; dimensiunea, locația, culoarea, printre alte aspecte.

Analizele cromatogramelor necesită, în general, utilizarea unor controale sau standarde, substanțe cu identitate și concentrare cunoscute. Analiza acestor controale permite stabilirea prin comparație cu eșantioanele caracteristice ale componentelor eșantionului investigat.

În cromatogramă puteți observa și analiza modul în care a fost realizată separarea componentelor unui amestec. Studiul său optim permite identificarea unei substanțe, demonstrarea purității acesteia, cuantificarea cantității de substanțe prezente într-un amestec, printre alte aspecte.

Informațiile extrase pot fi de natură calitativă; de exemplu, când substanțele sunt identificate și puritatea lor determinată. Informațiile cantitative se referă la determinarea numărului de componente din amestec și la concentrația analitului separat.

Identificarea substanțelor

Analizând rezultatele cromatogramei, diverse substanțe pot fi identificate comparând timpii de retenție cu cei ai substanțelor cunoscute. Se poate observa dacă substanțele studiate parcurg aceeași distanță dacă au același timp cu substanțele cunoscute.

De exemplu, cromatograma poate detecta și identifica metaboliții medicamentelor cum ar fi stimulanți și steroizi în urina sportivilor. Este un sprijin important în studiul și cercetarea unor metaboliți produși de tulburări genetice la nou-născut.

Cromatograma facilitează detectarea hidrocarburilor halogenate prezente în apa de băut, printre alte substanțe. Este esențial în analiza laboratorului de control al calității, deoarece permite detectarea și identificarea contaminanților prezenți în diferitele produse.

Clasificarea purității substanțelor

Într-o cromatogramă puteți distinge între substanțele pure și cele impure. O substanță pură ar produce un singur vârf pe cromatogramă; în timp ce o substanță impură ar produce două sau mai multe vârfuri.

Prin ajustarea corespunzătoare a condițiilor în care se efectuează cromatografia, se pot preveni două substanțe să formeze un singur vârf.

Cuantificarea substanțelor

Analizând aria de vârf a cromatogramei, se poate calcula concentrația componentelor probei.

Prin urmare, zona vârfului este proporțională cu cantitatea de substanță prezentă în eșantion. Aceste date cantitative sunt obținute în sisteme extrem de sensibile, cum ar fi cele generate de gaz sau cromatografie lichidă, de exemplu.

Tipuri

Una dintre clasificările cromatogramelor este strâns legată de diferitele tipuri de cromatografie, care generează cromatograma corespunzătoare.

În funcție de condițiile de funcționare, detectoarele, printre alte aspecte, cromatograma va varia în funcție de conținutul și calitatea acesteia.

Cromatograme pe hârtie sau strat subțire

Cromatograma poate fi generată direct pe hârtie sau strat subțire, arătând direct distribuția sau distribuția componentelor probei.

Este foarte util pentru separarea și studiul substanțelor colorate care au pigmenți naturali, cum ar fi clorofila. Poate fi supus unor procese de dezvoltare în cazul în care substanțele nu au culoare naturală și este utilă pentru studii calitative.

Cromatograme generate de detectoare

Cromatograma poate fi obținută și cu ajutorul unui detector care înregistrează răspunsul, ieșirea sau semnalul final al cromatografiei. Așa cum am menționat anterior, acest detector este de obicei un spectrofotometru, un spectrometru de masă, secvențiatori automatici, electrochimice, printre altele.

Utilizează detectoare cromatogramele generate în coloane, indiferent dacă sunt gaze sau lichide, precum și cele cu rezoluție înaltă în straturi subțiri.

În funcție de tipul de detector, cromatograma poate fi clasificată ca diferențială sau integrală, în funcție de forma de răspuns a detectorului.

Cromatogramă diferențială

Un detector diferențial măsoară continuu semnalul de răspuns de la cromatogramă, în timp ce detectoarele integrale măsoară cumulativ semnalul corespunzător.

O cromatogramă diferențială este o cromatogramă obținută de un detector diferențial. Aceste detectoare includ, de exemplu, spectrofotometre și detectoare pentru modificări ale conductivității electrice.

Acest tip de cromatogramă a arătat rezultatul separării anionilor dintr-o probă, detectată prin fotometrie indirectă. Aceleași rezultate au fost obținute și pentru studiul ionilor, de exemplu, cu detectarea finală prin conductimetrie.

Cromatogramă diferențială. Sursa: Pixabay

Graficul superior arată exemplul unei cromatograme diferențiale, obținute prin secvențiere automate de ADN (acid dezoxiribonucleic). Graficul arată în mod clar vârfuri de patru culori, câte o culoare pentru fiecare dintre bazele azotate din ADN.

Prin sprijinul unui program computerizat, interpretarea secvenței bazelor ADN-ului analizat este facilitată, precum și pentru analiții mai complexi.

Cromatogramă integrală

Cromatograma integrală corespunde cu cea obținută de un detector integral. Această cromatogramă arată producția unei singure componente în studiu. Vârfuri multiple nu sunt obținute ca în diferențial.

În cromatograma integrală, se obține o înregistrare cu o formă descrisă ca pas. Această formă este porțiunea cromatogramei care corespunde cantității unei singure substanțe care iese din coloană.

Referințe

1. Bhanot, D. (2013). Cum să citești o cromatogramă? Recuperat din: lab-training.com
2. Carey, FA (2006). Chimie organică Ediția a șasea. Editura Mc Graw Hill
3. Cromatografie astăzi. (2014). Ce este o cromatogramă? Recuperat de la: cromatografie azi
4. Mathias, J. (2018). Un ghid pentru începători: cum să interpretezi rezultatele spectrometriei de masă a cromatografiei de gaz. Recuperat de la: innovatechlabs.com
5. Societatea spaniolă de cromatografie și tehnici conexe. (2014). Cromatograma. Recuperat din: secyta.es
6. Wikipedia. (2019). Cromatografie de hârtie. Recuperat de la: wikipedia.org