Többalkotós rendszerek min˝oségi és mennyiségi összetételének meghatározása az anali-tikai vizsgálatok terén rendszeresen el˝oforduló feladat, mely jellemz˝oen csak az alkotók egymástól való elválasztása után lehetséges. Az analitikai szeparációs feladatok meg-oldásának leggyakrabban használt módszere a kromatográfia, mely az 1970-es évekt˝ol jelent˝os fejl˝odésen ment keresztül és független tudománnyá vált. A kromatográfiás mód-szerek számos szempont szerint csoportosíthatók, melyek közül a legelterjedtebbek az 1.1.1. ábrán láthatóak.
Csoportosítási szempont Kromatográfiás ágy alakja Kölcsönhatás
típusa
Mozgófázis halmazállapota
Állófázis
halmazállapota Mozgófázis/állófázis minősége
Kétdimenziós
Papírkromatográfia Adszorpciós
kromatográfia Gázkromatográfia szilárd apoláris / poláris (Normál-fázisú kromatográfia) Vékonyréteg
kromatográfia
Megoszlásos
kromatográfia Folyadékkromatográfia folyadék poláris / apoláris (Fordított-fázisú kromatográfia) Háromdimenziós Oszlop
kromatográfia Ionkromatográfia Szuperkritikus fluidum kromatográfia
szilárd fázison kötött folyadék
poláris+ionpárképző / apoláris (Ionpárkromatográfia) Méretkizárásos
kromatográfia
puffer / töltéssel rendelkező (Ioncsere-kromatográfia) Affinitás
kromatográfia
puffer / kationcserélő (Ionkizárásos kromatográfia) poláros v. apoláros / hidrofil v. hidrofób gél
(Gélkromatográfia) vizes oldószer / poláros (Hidrofil kölcsönhatáson alapuló
kromatográfia) királis v. akirális / akirális v. királis
(Királis kromatográfia)
1.1.1. ábra. Kromatográfiás módszerek csoportosítása [4–6].
A felsorolt tulajdonságok száma jól tükrözi a kromatográfia széleskör˝u−környezeti, bio-lógiai, laboratóriumi, ipari stb. −alkalmazhatóságát. Az illékony komponensek vizsgá-latára alkalmas gázkromatográfia, valamint a természetes és szintetikus polimerek elvá-lasztására széles körben használt szuperkritikus fluidumkromatográfia mellett a leginkább elterjedt elválasztástechnika a nagynyomású-/nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia
(HPLC), mely analitikai és preparatív célokra, kis- és nagyméret˝u molekulák (peptidek, proteinek), enantiomerek, aminosavak stb. elválasztására, továbbá csatolt technikák alkal-mazása mellett proteomikai és glikonomikai kutatásokban is széles körben használt [4].
Jelen dolgozat az adszorpciós folyadékkromatográfia, valamint az ionkromatográfia tárgy-körébe tartozó problémákkal foglalkozik.
1.1.1. Folyadékkromatográfiás módszerek csoportosítása
Mint az korábban már említésre került, a kromatográfiás módszerek különböz˝o szem-pontok szerint vizsgálhatók. Az 1.1.1. ábrán szerepl˝o, talán legfontosabb csoportosítási szempont az elválasztás során használt kromatográfiás fázisok min˝osége. Az alkalma-zandó álló- illetve mozgófázis az adott folyadékkromatográfiás feladattól függ˝oen kerül megválasztásra, ugyanis az egyes elválasztási módok eltér˝o tulajdonsággal rendelkez˝o mintakomponensek analízisét teszik lehet˝ové.
Anormál-fázisú kromatográfiában (NPC−normal-phase chromatography) az oszloptöl-tet poláris (pl.: szilika), míg a mozgófázis kevésbé poláris szerves oldószerek (pl.: he-xán/diklórmetán) elegye. Ez az elválasztási módszer leginkább a vízoldhatatlan minták, a preparatív folyadékkromatográfia, valamint izomerek elválasztása során használatos.
A vízoldható komponensek vizsgálatára leginkább elterjedtfordított-fázisú kromatográfia (RPC−reversed-phase chromatography) valamilyen apoláris (pl.: C18) állófázist, illetve poláris tulajdonságokkal rendelkez˝o, víz és szerves oldószer tartalmú mozgófázist alkal-mazó folyadékkromatográfiás módszer.
Anem-vizes fordított-fázisú kromatográfiában (NARP−non-aqueous reversed-phase ch-romatography) az RPC-hez hasonlóan apoláris (pl.: C18) állófázist, de azzal ellentét-ben vízmentes, csak szerves oldószerekb˝ol álló mozgófázist (pl.: acetonitril/diklórmetán) használnak. Ez a módszer az er˝osen hidrofób, vízoldhatatlan komponensek vizsgálatát teszi lehet˝ové. Az NPC, RPC és NARP módszerek az adszorpciós (1.1.2.a ábra) kroma-tográfia területéhez sorolhatók.
A hidrofil-kölcsönhatás kromatográfia (HILIC − hydrophilic interaction chromatogra-phy) egy speciális, megoszláson (1.1.2.b ábra) alapuló elválasztási technika az er˝osen poláros, így a fordított-fázisú tölteteken retenciót nem vagy csak alig szenved˝o kompo-nensek vizsgálatára. Ezen módszer esetében mind az állófázis (pl.: szilika vagy amid kötés˝u) mind a mozgófázis poláris karakter˝u. Az eluens, hasonlóan az RPC technikához, víz és szerves oldószer (pl.: acetonitril) keveréke, azonban ebben az esetben a víztartalom növelésével érhet˝o el az elúciós er˝o növekedése [4].
(a) (b)
(c)
1.1.2. ábra. Adszorpción (a), megoszláson (b) és ioncserén (c) alapuló kölcsönhatások sematikus ábrázolása [5].
1.1.2. Ionkromatográfiás módszerek csoportosítása
A folyadékkromatográfia másik nagy területét az ionkromatográfiás módszerek jelentik, melyeket alapvet˝oen az elválasztandó mintaalkotók min˝osége különböztet meg a koráb-ban említett, hagyományos technikáktól. Az ionkromatográfia azon folyadékkromatográ-fiás módszerek gy˝ujt˝oneve, melyek ionos vagy ionizálható komponensek analízisét teszik lehet˝ové. Az alábbiakban a három legelterjedtebb ionkromatográfiás technikát ismerte-tem részletesebben.
Azioncsere-kromatográfiaalapvet˝oen az állófázis és a mozgófázis között lejátszódó ion-csere-folyamatokon (1.1.2.c ábra) alapszik, de polarizálható ionok esetén további, nemi-onos adszorpciós folyamatok is befolyásolják az elválasztási mechanizmust. A kompo-nensek visszatartása a sztirol, vinil-benzol, metakrilát vagy polivinil-alkohol alapú poli-mer gyantán elhelyezked˝o funkciós csoportokkal való kölcsönhatásokon alapul. Ezzel a módszerrel, megfelel˝oen funkcionalizált állófázist használva mind szervetlen, mind pedig szerves anionok és kationok vizsgálata megvalósítható. Kvaterner ammónium funkciós csoportokkal ellátott polimer állófázisok anionos, míg szulfonát vagy karboxilát ioncse-rél˝o helyekkel rendelkez˝o gyanták kationos komponensek elválasztását teszik lehet˝ové.
Az ionkizárásos kromatográfiában a visszatartás mechanizmusát a Donnan-kizárás, a sztérikus-gátlás, valamint adszorpciós folyamatok, továbbá bizonyos töltetek esetén H-híd kötések együttesen befolyásolják. Ionkizáráson alapuló elválasztásokban jellemz˝oen nagykapacitású, teljesen szulfonált, polisztirol-divinilbenzol kopolimer alapú kationcse-rél˝o tölteteket használnak. A módszer alkalmas gyenge szervetlen és szerves savak vizs-gálatára, valamint az említett állófázisokon retenciót nem szenved˝o er˝os savaktól való
elválasztására. Megfelel˝o detektálási módot választva aminosavak, aldehidek és alkoho-lok is vizsgálhatóak ezzel a technikával.
Azionpár-kromatográfiában alapvet˝oen adszorpciós folyamatok határozzák meg a kom-ponensek visszatartását. Az állófázis jellemz˝oen semleges, alacsony polaritású, nagy faj-lagos felülettel rendelkez˝o divinil-benzol vagy oktadecil-szilika. Az oszlop szelektivitá-sát az alkalmazott mozgófázis (pl.: víz, vizes puffer oldat) határozza meg, mely szerves módosítót, a vizsgálandó komponensnek megfelel˝o ionpárképz˝o reagenst tartalmaz. Az ionpár-kromatográfia anionos és kationos felületaktív anyagok, valamint átmenetifém-komplexek elválasztására alkalmas technika [6].