Column Chromatography - Instrumental Methods of Analysis B. Pharma 7th Semester
కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ
కంటెంట్లు
• కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ
• సూత్రం ప్రమేయం
• కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ యొక్క ఆచరణాత్మక అవసరాలు
• నిశ్చల దశ (అడ్సోర్బెంట్)
• మొబైల్ దశ
• కాలమ్ లక్షణాలు
• కాలమ్ తయారీ
• నమూనా పరిచయం
• అభివృద్ధి సాంకేతికత (ఎల్యూషన్)
• భాగాల గుర్తింపు
• భాగాల రికవరీ
• కాలమ్ సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే అంశాలు
• అప్లికేషన్లు
లక్ష్యాలు
ఈ సెషన్ ముగిసే సమయానికి, విద్యార్థులు వీటిని చేయగలరు:
Ø కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీని నిర్వచించండి
Ø కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీలో ఉన్న సూత్రాన్ని వివరించండి
Ø కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ యొక్క ఆచరణాత్మక అవసరాలను వివరించండి
Ø కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ ద్వారా సమ్మేళనం యొక్క పరిమాణాత్మక అంచనాకు సంబంధించిన విధానాన్ని వివరించండి
Ø కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ యొక్క భాగాలను చర్చించండి
Ø కాలమ్ సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలను చర్చించండి
Ø కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ యొక్క లాభాలు మరియు నష్టాలను వివరించండి
కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ
• నిశ్చల దశ యొక్క కాలమ్ ఉపయోగించబడుతుంది
• నిశ్చల దశ ఘనమైనది- కాలమ్ అధిశోషణం క్రోమాటోగ్రఫీ
• నిశ్చల దశ ద్రవం- కాలమ్ విభజన క్రోమాటోగ్రఫీ
• నిలువు విభజన క్రోమాటోగ్రఫీ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడదు
సూత్రం
• ఘన నిశ్చల దశ మరియు ద్రవ మొబైల్ దశ ఉపయోగించబడుతుంది
• విభజన సూత్రం అధిశోషణం
• మొబైల్ దశలో కరిగిన భాగాల మిశ్రమం కాలమ్లో పరిచయం చేయబడింది
• వ్యక్తిగత భాగాలు వాటి సాపేక్ష అనుబంధాలను బట్టి వేర్వేరు రేట్లతో కదులుతాయి
• నిశ్చల దశ పట్ల తక్కువ అనుబంధం ఉన్న సమ్మేళనాలు వేగంగా కదులుతాయి మరియు ముందుగా తొలగించబడతాయి
• నిశ్చల దశ పట్ల ఎక్కువ అనుబంధం ఉన్న భాగం నెమ్మదిగా కదులుతుంది మరియు తరువాత తొలగించబడుతుంది
• సమ్మేళనాలు వేరు చేయబడ్డాయి
• నిశ్చల దశ మరియు ద్రావణం మధ్య పరస్పర చర్య యొక్క రకం ప్రకృతిలో రివర్సబుల్
• భాగం యొక్క కదలిక రేటు ఇలా ఇవ్వబడింది
• R = భాగం యొక్క కదలిక రేటు / మొబైల్ దశ యొక్క కదలిక రేటు
• గా సరళీకరించవచ్చు
• R = ద్రావకం ద్వారా కదిలే దూరం / ద్రావకం ద్వారా కదిలే దూరం
ప్రాక్టికల్ అవసరాలు
• నిశ్చల దశ (అడ్సోర్బెంట్)
• మొబైల్ దశ
• కాలమ్ లక్షణాలు
• కాలమ్ తయారీ
• నమూనా పరిచయం
• అభివృద్ధి సాంకేతికత (ఎల్యూషన్)
• భాగాల గుర్తింపు
• భాగాల రికవరీ
నిశ్చల దశ
• కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీలో ఉపయోగించే యాడ్సోర్బెంట్
కింది ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉండాలి
• కణ పరిమాణం మరియు జ్యామితి
• కణాలు ఏకరీతి పరిమాణం పంపిణీని కలిగి ఉండాలి మరియు గోళాకార ఆకారాన్ని కలిగి ఉండాలి
• కణ పరిమాణం - 60-200 μm
• అధిక యాంత్రిక స్థిరత్వం కలిగి ఉండాలి
• జడంగా ఉండాలి మరియు ద్రావణం లేదా ఇతర భాగాలతో ప్రతిస్పందించకూడదు
• ఉపయోగించిన ద్రావకాలు లేదా మొబైల్ దశలో కరగదు
• జోన్ల పరిశీలన మరియు భాగాల రికవరీని సులభతరం చేయడానికి రంగులేనిదిగా ఉండాలి
• మొబైల్ దశ యొక్క ఉచిత ప్రవాహాన్ని అనుమతించాలి
కింది ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉండాలి
• అనేక రకాల సమ్మేళనాలను వేరు చేయడానికి ఉపయోగకరంగా ఉండాలి
• ఉచితంగా అందుబాటులో ఉండాలి, చవకైనవి మొదలైనవి
యాడ్సోర్బెంట్స్ రకాలు
బలహీనమైన | మధ్యస్థం | బలమైన |
సుక్రోజ్ | కాల్షియం కార్బోనేట్ | యాక్టివేటెడ్ మెగ్నీషియం సిలికేట్ (సిలికా జెల్) |
స్టార్చ్ | కాల్షియం ఫాస్ఫేట్ | సక్రియం చేయబడిన అల్యూమినా |
ఇనులిన్ | మెగ్నీషియం కార్బోనేట్ | ఉత్తేజిత కర్ర బొగ్గు |
టాల్క్ | మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ | సక్రియం చేయబడిన మెగ్నీషియా |
వాషింగ్ సోడా | కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్ | ఫుల్లర్స్ ఎర్త్ |
స్టేషనరీ దశ ఎంపిక
• క్రోమాటోగ్రఫీ యొక్క విజయం నిశ్చల దశ యొక్క సరైన ఎంపికపై ఆధారపడి ఉంటుంది
• స్థిర దశ ఎంపిక ఆధారపడి ఉంటుంది
మలినాలను తొలగించడం
• చిన్న పరిమాణంలో అశుద్ధం ఉంది మరియు అనుబంధంలో తేడా ఉంటుంది
• బలహీనమైన యాడ్సోర్బెంట్ ఉపయోగించబడుతుంది
వేరు చేయవలసిన భాగాల సంఖ్య
• కొన్ని భాగాలు వేరు చేయబడాలి- బలహీనమైన యాడ్సోర్బెంట్ ఉపయోగించబడుతుంది
• మరిన్ని భాగాలు వేరుచేయబడతాయి- బలమైన యాడ్సోర్బెంట్ ఉపయోగించబడుతుంది
భాగాల మధ్య అనుబంధ వ్యత్యాసం
• సారూప్య అనుబంధాలు కలిగిన భాగాలు- బలమైన శోషణం
• అనుబంధాలలో ఎక్కువ వ్యత్యాసం- బలహీనమైన యాడ్సోర్బెంట్
ఉపయోగించిన నిలువు వరుస పొడవు
• పొట్టి కాలమ్- బలమైన శోషణం
• పొడవైన కాలమ్- బలహీనమైన యాడ్సోర్బెంట్
యాడ్సోర్బెంట్ పరిమాణం
• ప్రభావవంతమైన విభజన కోసం యాడ్సోర్బెంట్ యొక్క 20 లేదా 30 రెట్లు బరువు ఉపయోగించబడుతుంది
• యాడ్సోర్బేట్ : యాడ్సోర్బెంట్ నిష్పత్తి = 1:20 లేదా 1:30
మొబైల్ దశ
• చాలా ముఖ్యమైనది మరియు అనేక విధులను అందిస్తుంది
• ద్రావకం, డెవలపర్ మరియు ఎలుయెంట్గా పని చేయండి
మొబైల్ దశ యొక్క విధులు
• మిశ్రమాన్ని కాలమ్లో ప్రవేశపెట్టడానికి- ద్రావకం వలె
• విభజన కోసం జోన్లను అభివృద్ధి చేయడానికి- అభివృద్ధి చెందుతున్న ఏజెంట్గా
• కాలమ్ నుండి స్వచ్ఛమైన సమ్మేళనాన్ని తొలగించడానికి- ఎలుయెంట్గా
• వివిధ మొబైల్ దశలు ఉపయోగించబడతాయి- ధ్రువణత లేదా ఎలుషన్ బలం యొక్క పెరుగుతున్న క్రమంలో
• పెట్రోలియం ఈథర్, కార్బన్ టెట్రాక్లోరైడ్, సైక్లోహెక్సేన్, కార్బన్డిసల్ఫైడ్, ఈథర్, అసిటోన్, బెంజీన్, టోలున్, ఇథిలాసెటేట్, క్లోరోఫామ్, ఆల్కహాల్ (మిథనాల్, ఇథనాల్ మొదలైనవి), నీరు, పిరిడిన్, సేంద్రీయ ఆమ్లాలు (ఎసిటిక్ ఆమ్లం మొదలైనవి)
• స్వచ్ఛమైన రూపంలో లేదా వివిధ కూర్పుల ద్రావకాల మిశ్రమంగా ఉపయోగించవచ్చు
కాలమ్ లక్షణాలు
• కాలమ్ యొక్క మెటీరియల్ ఎక్కువగా మంచి నాణ్యత గల తటస్థ గాజు
• ద్రావకాలు, ఆమ్లాలు లేదా క్షారాల ద్వారా ప్రభావితం చేయకూడదు
• సాధారణ బ్యూరెట్ను వేరు చేయడానికి కాలమ్గా కూడా ఉపయోగించవచ్చు
• ప్రభావవంతమైన విభజన కోసం కాలమ్ కొలతలు ముఖ్యమైనవి
• పొడవు:వ్యాసం 10:1 నుండి 30:1 వరకు ఉంటుంది
• మరింత సామర్థ్యం కోసం 100:1ని కూడా ఉపయోగించవచ్చు
నిలువు వరుస యొక్క పొడవు ఆధారపడి ఉంటుంది
• యాడ్సోర్బెంట్ పట్ల సమ్మేళనాల అనుబంధం
• వేరు చేయవలసిన సమ్మేళనాల సంఖ్య
• ఉపయోగించిన యాడ్సోర్బెంట్ రకం
• నమూనా పరిమాణం
కాలమ్ యొక్క తయారీ
• కాలమ్ దిగువ భాగం కాటన్ ఉన్ని లేదా గాజు ఉన్నితో ప్యాక్ చేయబడింది లేదా ఆస్బెస్టాస్ ప్యాడ్ కలిగి ఉండవచ్చు
• దాని పైన యాడ్సోర్బెంట్ యొక్క కాలమ్ ప్యాక్ చేయబడింది
• Whatmann ఫిల్టర్ పేపర్ డిస్క్ కూడా ఉపయోగించబడుతుంది
• నిలువు వరుసను ప్యాక్ చేసిన తర్వాత, ఇదే పేపర్ డిస్క్ పైభాగంలో ఉంచబడుతుంది
• శాంపిల్ లేదా మొబైల్ ఫేజ్ని ప్రవేశపెట్టేటప్పుడు యాడ్సోర్బెంట్ లేయర్కు భంగం కలగదు
• యాడ్సోర్బెంట్ పొరలో ఆటంకం వేరులో క్రమరహిత బ్యాండ్లకు దారి తీస్తుంది
రెండు రకాల ప్యాకింగ్ పద్ధతులు అందుబాటులో ఉన్నాయి
• డ్రై ప్యాకింగ్ టెక్నిక్
• తడి ప్యాకింగ్ టెక్నిక్
డ్రై ప్యాకింగ్
• ఇక్కడ, అవసరమైన పరిమాణంలో యాడ్సోర్బెంట్ పొడి రూపంలో కాలమ్లో ప్యాక్ చేయబడుతుంది
• సమతౌల్యం సాధించే వరకు ద్రావకం కాలమ్ గుండా ప్రవహించడానికి అనుమతించబడుతుంది
ఈ సాంకేతికత యొక్క ప్రతికూలతలు
• గాలి బుడగలు ద్రావకం మరియు స్థిర దశ మధ్య చిక్కుకున్నాయి
• నిలువు వరుస ఏకరీతిగా ప్యాక్ చేయబడకపోవచ్చు
• కాలమ్లో ఉన్న యాడ్సోర్బెంట్లో పగుళ్లు కనిపిస్తాయి
• ప్రవాహ లక్షణాలలో ఏకరూపత లేదు మరియు
• వేరు చేయబడిన భాగం యొక్క స్పష్టమైన బ్యాండ్ పొందలేకపోవచ్చు
తడి ప్యాకింగ్
• ఆదర్శ సాంకేతికత
• అవసరమైన పరిమాణంలో యాడ్సోర్బెంట్ ఒక బీకర్లో మొబైల్ ఫేజ్ ద్రావకంతో కలుపుతారు మరియు కాలమ్లో పోస్తారు
• నిశ్చల దశ నిలువు వరుసలో ఏకరీతిగా స్థిరపడుతుంది
• గాలి బుడగలు చిక్కుకోవడం లేదు
• యాడ్సోర్బెంట్ యొక్క కాలమ్లో పగుళ్లు లేవు
• నిలువు వరుస నుండి తొలగించబడిన బ్యాండ్లు ఏకరీతిగా ఉంటాయి
• విడిపోవడానికి అనువైనది
నమూనా పరిచయం
• సాధారణంగా భాగాలు మిశ్రమంగా ఉండే నమూనా మొబైల్ దశలో కనిష్ట పరిమాణంలో కరిగిపోతుంది
• లేదా కనీస ధ్రువణత కలిగిన ద్రావకం
• మొత్తం నమూనా ఒకేసారి కాలమ్లోకి ప్రవేశపెట్టబడింది
• నిలువు వరుస ఎగువ భాగంలో శోషించబడుతుంది
• Individual compound can be separated by process of elution
Development technique (Elution)
• After introduction of sample, by elution techniques individual components are separated from the column
• Isocratic elution technique
• Gradient elution technique
Elution Techniques
Isocratic elution technique
• Here, same solvent composition or solvent of same polarity is used throughout the process of elution
• For example chloroform only, petroleum ether:benzene = 1:1 only, etc
Gradient elution technique
• Here, solvents of gradually increasing polarity or
• Increasing elution strength are used during the process of elution
• Initially low polar solvent is used followed by gradually increasing the polarity to a more polar solvent
• For example, initially benzene, then chloroform, then ethylacetate, then to methanol, etc
Detection of Components
• Detection of colored components can be done visually
• వివిధ రంగుల బ్యాండ్లు నిలువు వరుసలో కదులుతున్నట్లు కనిపిస్తాయి, వీటిని వెంటనే సేకరించవచ్చు
• కానీ రంగులేని సమ్మేళనాల కోసం, సాంకేతికత భాగాల లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది
ఉపయోగించగల విభిన్న లక్షణాలు
• కాంతి యొక్క శోషణ (UV/కనిపించే) - UV/Vis డిటెక్టర్ ఉపయోగించి
• ఫ్లోరోసెన్స్ లేదా లైట్ ఎమిషన్ లక్షణాలు - ఫ్లోరోసెన్స్ డిటెక్టర్ ఉపయోగించి
• జ్వాల అయనీకరణ డిటెక్టర్ ఉపయోగించి
• రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ డిటెక్టర్
• ద్రావకం యొక్క బాష్పీభవనం మరియు అవశేషాలను తూకం వేయడం
• సన్నని పొర క్రోమాటోగ్రఫీ ద్వారా భిన్నాలను పర్యవేక్షించడం ద్వారా
భాగాల రికవరీ
• మునుపు కాలమ్ను అనేక విభిన్న జోన్లుగా కత్తిరించడం ద్వారా జరిగింది
• తరువాత, ప్లంగర్ ఉపయోగించి కాలమ్ను జోన్లుగా మార్చడం జరిగింది
• ఎల్యూషన్ అనే ప్రక్రియ ద్వారా భాగాలను తిరిగి పొందడం ఉత్తమ సాంకేతికత
• భాగాలను ఎలుయేట్ అంటారు
• ఎలుయెంట్ అని పిలిచే ద్రావకం
• కాలమ్ నుండి భాగాలను తొలగించే ప్రక్రియను ఎల్యూషన్ అంటారు
• రికవరీ 10 ml, 20 ml, etc లేదా అసమాన వాల్యూమ్ వంటి సమాన వాల్యూమ్ యొక్క మొబైల్ దశ యొక్క విభిన్న భిన్నాలుగా సేకరించడం ద్వారా జరుగుతుంది
• సమయం వారీగా కూడా సేకరించవచ్చు అంటే, ప్రతి 10 లేదా 20 నిమిషాలకు భిన్నం మొదలైనవి
• చివరి స్లయిడ్లో చర్చించిన సాంకేతికతలను ఉపయోగించడం ద్వారా పునరుద్ధరించబడిన భిన్నాలు కనుగొనబడతాయి
• స్వచ్ఛమైన రూపంలో బల్క్ సమ్మేళనం పొందడానికి ఇలాంటి భిన్నాలు కలపబడతాయి
కాలమ్ సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలు
• ఏదైనా విభజన కోసం, నిలువు వరుస యొక్క సామర్థ్యం ముఖ్యం
• కాలమ్ సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలు తెలియకపోతే, సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం సాధ్యం కాదు
కాలమ్ యొక్క కొలతలు
• పొడవు:వ్యాసం నిష్పత్తి 20:1, 30:1 అనువైనవి
• 100:1 సంతృప్తికరంగా ఉండవచ్చు
యాడ్సోర్బెంట్ యొక్క కణ పరిమాణం
• యాడ్సోర్బెంట్ చర్య యాడ్సోర్బెంట్ యొక్క ఉపరితల వైశాల్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది
• ఉపరితల వైశాల్యాన్ని పెంచడానికి, కణ పరిమాణాన్ని తగ్గించవచ్చు
• శోషక చర్య పెరుగుతుంది
ద్రావకం యొక్క స్వభావం
• ద్రావకం యొక్క ప్రవాహం రేటు దాని స్నిగ్ధత ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది మరియు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది
• తక్కువ జిగట ద్రావకాలు మంచి సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి
కాలమ్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత
• అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఎల్యూషన్ వేగం పెరుగుతుంది
• కానీ అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద శోషక శక్తి తగ్గుతుంది
• ఎలుషన్ వేగం మరియు శోషక శక్తి మధ్య బ్యాలెన్స్ చేయాలి
• సాధారణంగా గది ఉష్ణోగ్రత అన్ని నమూనాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది
• అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కష్టమైన నమూనాలు వేరు చేయబడతాయి
ఒత్తిడి
• కాలమ్ పైన అధిక పీడనం మరియు
• కాలమ్ దిగువన ఉన్న అల్పపీడనం విభజన సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది
• కాలమ్ పైన మొబైల్ ఫేజ్ రిజర్వాయర్ని నిర్వహించడం ద్వారా కాలమ్ పైన అధిక పీడనాన్ని సాధించవచ్చు లేదా
• ఒత్తిడి పరికరాలను ఉపయోగించడం ద్వారా
• వాక్యూమ్ పంప్ని ఉపయోగించి వాక్యూమ్ని వర్తింపజేయడం ద్వారా నిలువు వరుస దిగువన ఒత్తిడి తగ్గింది
అప్లికేషన్లు
• సమ్మేళనాల మిశ్రమం యొక్క విభజన
• మలినాలను తొలగించడం లేదా శుద్దీకరణ ప్రక్రియ
• క్రియాశీల భాగాలను వేరుచేయడం
• జీవ ద్రవాల నుండి జీవక్రియలను వేరుచేయడం
• సూత్రీకరణలు లేదా ముడి పదార్ధాలలో ఔషధాల అంచనా
కాలమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ ప్రోస్ & కాన్స్
ప్రోస్
• ఏ రకమైన మిశ్రమాన్ని అయినా వేరు చేయవచ్చు
• మిశ్రమం యొక్క ఏదైనా పరిమాణాన్ని వేరు చేయవచ్చు ( μg నుండి mg)
• మొబైల్ దశ యొక్క విస్తృత ఎంపిక
• సన్నాహక రకంలో నమూనాను వేరు చేసి తిరిగి ఉపయోగించుకోవచ్చు
• ఆటోమేషన్ సాధ్యమే
ప్రతికూలతలు
• సమయం తీసుకునే పద్ధతి
• ఎక్కువ మొత్తంలో ద్రావకాలు అవసరమవుతాయి, ఇవి ఖరీదైనవి
• ఆటోమేషన్ సాంకేతికతను మరింత క్లిష్టంగా మరియు ఖరీదైనదిగా చేస్తుంది
సారాంశం
• నిలువు విభజన క్రోమాటోగ్రఫీ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడదు
• వ్యక్తిగత భాగాలు వాటి సాపేక్ష అనుబంధాలను బట్టి వేర్వేరు రేట్లతో కదులుతాయి
• నిశ్చల దశ పట్ల తక్కువ అనుబంధం ఉన్న సమ్మేళనాలు వేగంగా కదులుతాయి మరియు ముందుగా తొలగించబడతాయి
• క్రోమాటోగ్రఫీ యొక్క విజయం నిశ్చల దశ యొక్క సరైన ఎంపికపై ఆధారపడి ఉంటుంది
• యాడ్సోర్బేట్ : యాడ్సోర్బెంట్ నిష్పత్తి = 1:20 లేదా 1:30
• కాలమ్ యొక్క మెటీరియల్ ఎక్కువగా మంచి నాణ్యత గల తటస్థ గాజు
డిటెక్షన్ కోసం వివిధ లక్షణాలు ఉపయోగించబడతాయి
• కాంతి యొక్క శోషణ (UV/కనిపించే) - UV/Vis డిటెక్టర్ ఉపయోగించి
• ఫ్లోరోసెన్స్ లేదా లైట్ ఎమిషన్ లక్షణాలు - ఫ్లోరోసెన్స్ డిటెక్టర్ ఉపయోగించి
• జ్వాల అయనీకరణ డిటెక్టర్ ఉపయోగించి
• రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ డిటెక్టర్
• ద్రావకం యొక్క బాష్పీభవనం మరియు అవశేషాలను తూకం వేయడం
• సన్నని పొర క్రోమాటోగ్రఫీ ద్వారా భిన్నాలను పర్యవేక్షించడం ద్వారా
కాలమ్ సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే అంశాలు
• కాలమ్ యొక్క కొలతలు
• యాడ్సోర్బెంట్ యొక్క కణ పరిమాణం
• ద్రావకం యొక్క స్వభావం
• కాలమ్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత
• ఒత్తిడి
0 Comments: