Хроматография на бумаге

Впервые метод бумажной хроматографии (БХ) применили для разделения и идентификации аминокислот (1943). В зависимости от природы процесса разделения БХ принято классифицировать на распределительную, адсорбционную и ионообменную. Методика БХ (как и тонкослойной хроматографии) проста и оперативна, что в сочетании с требуемыми микроколичествами анализируемых веществ обусловливает широкое распространение метода.

При хроматографировании на бумаге разделение анализируемых веществ происходит в результате многократных актов их адсорбции на целлюлозе бумаги (или абсорбции в воду, пропитывающую бумагу, — неподвижная фаза) и десорбции в элюирующий раствор (подвижная фаза). Бумага должна быть однородной по плотности, химически и адсорбционно-нейтральной. В настоящее время отечественная промышленность выпускает четыре сорта хроматографической бумаги — № 1, 2, 3, 4. Каждый номер отличается по плотности, а следовательно, и скорости движения растворителя. Бумагу № 1 и 2 называют «быстрой», а № 3 и 4 — «медленной». Выпускают и специальные сорта бумаги с высоким содержанием карбоксильных групп (для разделения катионов), а также бумаги, содержащие иониты или другие адсорбенты.

Хроматографирование на бумаге проводят следующим образом. На полоску хроматографической бумаги наносят каплю раствора, содержащую смесь веществ, и дают ей высохнуть. Один конец бумаги опускают в подходящий растворитель. Сосуд с растворителем плотно закрывают, чтобы не происходило изменение его состава и не изменилось насыщение камеры его парами.

Растворитель, двигаясь под действием капиллярных сил вдоль полоски бумаги, захватывает компоненты анализируемой смеси. В результате процессов адсорбции-десорбции происходит разделение смеси на отдельные компоненты. Так же, как и в тонкослойной хроматографии, качество разделения зависит от величины коэффициентов распределения компонентов Rf, характеризующих относительную скорость их перемещения по бумаге. Для качественного разделения на бумаге значения Rf компонентов должны оставаться в пределах от 0,05 до 0,85.

Методика проведения анализа на хроматографической бумаге аналогична методике тонкослойной хроматографии. Существует несколько ее вариантов: одномерная, двухмерная, круговая и электрофоретическая. Как и в тонкослойной хроматографии, одномерная и двухмерная бумажные хроматографии выполняются с восходящим или нисходящим потоками растворителя.

Выбор подходящего растворителя — довольно сложная задача. Растворитель и анализируемые вещества не должны резко отличаться по полярности и гидрофильным свойствам, иначе они или останутся на линии старта, или будут двигаться вместе с фронтом растворителя. Если вещество исследуемой системы остается на стартовой линии, то это свидетельствует о его малой растворимости в подвижной фазе; в данном случае следует применить более полярный растворитель. Если же, наоборот, вещество движется вместе с фронтом растворителя (Rf =1), то это означает, что оно слабо взаимодействует с неподвижной фазой: для анализа следует выбрать неполярные растворители. Для сильногидрофильных веществ применяют смеси растворителей с высоким содержанием воды, например, насыщенный водой вторичный бутанол, верхнюю фазу смеси н-бутанола, уксусной кислоты и воды (4: 1:5), систему «изопропанол — аммиак», 15%-ю уксусную кислоту.

Вещества средней гидрофильное™, которые экстрагируются из воды этилацетатом, но не экстрагируются бензолом, хроматографируют с помощью растворителей средней полярности, например, бутилацетатом, хлороформом с небольшими добавками полярных веществ или воды.

Для разделения веществ малой гидрофильности, практически не растворимых в воде, обычно в качестве элюентов используют бензол, циклогексан и т. п.

Иногда для оценки свойств веществ анализируемой смеси проводят ее предварительное хроматографирование (обычно в системе «бутилацетат — вода»). В зависимости от установленных таким путем значений Rf анализируемых веществ далее выбирают либо более полярные, либо неполярные смеси.

Так же как в тонкослойной хроматографии, для детектирования отдельных компонентов хроматограммы обрабатывают соответствующими реактивами, при взаимодействии которых с компонентами анализируемой смеси образуются окрашенные соединения. Количественное определение производят путем визуального сравнения интенсивности окраски или флуоресценции пятен пробы и стандартов либо путем измерения размера пятна, предварительно определив зависимость между количеством вещества и размером его пятна на хроматограмме. Также возможно извлечение веществ из хроматографических пятен с последующим их физико-химическим анализом.