Chromatografia to technika analityczna i preparatywna, która wykorzystuje rozdzielanie mieszanin substancji na poszczególne składniki. Dzieje się to dzięki różnicom w zachowaniu poszczególnych składników w układzie dwóch faz, w których jedna nie zmienia swojego położenia (jest to tzw. faza nieruchoma, stacjonarna), zaś druga porusza się względem tej pierwszej w określonym kierunku (jest to tzw. faza ruchoma lub roztwór rozwijający).
Ze względu na rodzaj mechanizmu procesu rozdziału chromatografię można podzielić na: adsorpcyjną, podziałową, jonowymienną, żelową. Natomiast pod względem rodzaju fazy rozdzielczej i natury eluentu (substancji, w której rozpuszcza się badaną mieszaninę) można wyróżnić następujące techniki chromatograficzne: chromatografia gazowa, cieczowa, planarna, bibułowa (PC), cienkowarstwowa (TLC) oraz chromatografia kolumnowa. Ta ostatnia jest techniką, w której faza rozdzielcza jest umieszczona w specjalnej kolumnie chromatograficznej, przez którą przepuszcza się następnie roztwór badanej mieszaniny. Przepływ roztworu wymusza się grawitacyjnie lub przy użyciu różnicy ciśnień na wlocie i wylocie kolumny.
Charakterystyka kolumn chromatograficznych
Kolumna chromatograficzna to jeden z kluczowych elementów, dzięki którym możliwe jest stosowanie tej techniki chromatograficznej. Jest to cylindryczny pojemnik z jednym wyjściem i jednym wejściem, który wypełniony jest specjalną porowatą substancją (faza nieruchoma). Wypełnienie kolumny chromatograficznej dobrane jest tak, aby jak najlepiej spełnić zadanie w danej technice chromatograficznej. Przepływ solwentu przez kolumnę chromatograficzną jest możliwe tylko w przypadku, gdy ciśnienie na wejściu i wyjściu kolumny jest różne. Ta różnica ciśnień, czyli ciśnienie hydrostatyczne, wywołuje grawitacja, w sytuacji, gdy górna powierzchnia solwentu położona jest powyżej wypływu z kolumny chromatograficznej. Jednak czasami ta różnica ciśnień nie jest wystarczająca do prawidłowego przebiegu całego procesu. W takich sytuacjach używa się dodatkowej pompy chromatograficznej, która zwiększa przepływ, dzięki wyższemu ciśnieniu solwentu. Do prawidłowego działania tego zestawu potrzebne są jeszcze specjalne wężyki, tzw. dreny lub kapilary, dzięki którym solwent dostarczany jest ze zbiornika, przez pompę, mikser i zawór iniekcji do kolumny chromatograficznej, a następnie do detektora przepływowego i kolektora frakcji. Sygnał z detektora przekazywany jest następnie do rejestratora, gdzie przebiega jego zapis oraz analiza.
Zastosowanie kolumn chromatograficznych
Chromatografia jest bardzo przydatną techniką w wielu dziedzinach przemysłu oraz nauki. Znajduje ona liczne zastosowanie w biologii i chemii. Jest bardzo często stosowana w badaniach biochemicznych jako metoda pozwalająca na separację i identyfikację poszczególnych związków chemicznych pochodzenia biologicznego. Technika ta pozwala również na analizę skomplikowanych mieszanin węglowodorowych, co ma zastosowanie w przemyśle naftowym.
Chromatografia jest skuteczną metodą separacji i w porównaniu do starszych technik takich jak: krystalizacja, ekstrakcja za pomocą rozpuszczalnika i destylacja, ma ona zdecydowanie więcej zalet i jest skuteczniejsza. Chromatografia pozwala na separację wszystkich składników chemicznych mieszanin wieloskładnikowych bez potrzeby posiadania wiedzy na temat dokładnej liczby i względnej ilości obecnych substancji oraz ich rodzaju. Pozwala ona także na rozdzielenie cząsteczek o różnych rozmiarach, zarówno wirusów złożonych z milionów atomów jak i najmniejszych cząsteczek wodoru, które zawierają tylko dwa atomy, a także może być stosowana przy małych i dużych ilościach próbek. To czyni chromatografię bardzo uniwersalną i skuteczną metodą separacji. Dodatkowo niektóre techniki chromatograficzne sprawdzają się znakomicie przy wykrywaniu śladowych ilości chlorowanych pestycydów w materiałach biologicznych i środowisku, a także w sądownictwie oraz wykrywaniu narkotyków. Chromatografia jest najlepszą metodą separacji mieszanin i jest niezbędna w wielu dziadzinach.