Chromatografie is een experimentele techniek voor het scheiden van een mengsel van moleculen door ze uiteen te spreiden op basis van hun moleculaire eigenschappen. Chromatografie werkt vanwege deze moleculaire eigenschappen, waaronder de kleverigheid van een molecule, de grootte en het gewicht. Chromatografie wordt veel gebruikt in biologisch en chemisch onderzoek om te scheiden en te identificeren welke moleculen zich in een mengsel van moleculen bevinden. Deze moleculen kunnen van nature voorkomende dingen zijn zoals eiwitten en vetten, of synthetische drugs en chemische verontreinigende stoffen.

Wat is chromatografie?

Chromatografie is een nuttige manier om verschillende soorten moleculen te scheiden die zich in een mengsel. Het mengsel van moleculen wordt gewoonlijk opgelost in een vloeistof, hoewel chromatografie ook op een mengsel van gassen kan worden uitgevoerd. Men laat het vloeibare mengsel een oppervlak beklimmen, omdat water over een droge spons of een stuk keukenpapier zou weken. De moleculen die in de vloeistof zijn opgelost, bewegen ook over het oppervlak, maar verschillende typen blijven op verschillende punten vastzitten. Als het sponsachtige oppervlak kleine poriën heeft, zullen grotere moleculen eerder vast komen te zitten, terwijl kleinere moleculen verder de oppervlakte zullen bereiken.

Waarom moleculen kleverig zijn

Chromatografie werkt goed voor het scheiden van moleculen omdat elk type heeft een andere mate van plakkerigheid. Het scheiden ervan hangt af van het type kleverigheid dat de moleculen bezitten. Kleverigheid is gebaseerd op intermoleculaire krachten of soorten hechting. Voor chromatografie om te werken, moet het type kleverigheid dat de moleculen bezitten overeenkomen met het type kleverigheid van het sponsachtige oppervlak. Ionische binding is de aantrekkingskracht van moleculen met tegengestelde elektrische ladingen. Van der Waals interacties zijn de aantrekkingskracht van moleculen gemaakt van ketens van koolstofatomen die waterstofatomen met zich meedragen.

Typen Chromatografie

Het principe van chromatografie - de scheiding van moleculen op een fysiek oppervlak op basis van hun chemische eigenschappen - kan op veel manieren worden toegepast. Vloeistofchromatografie scheidt mengsels van moleculen die zijn opgelost in een vloeistof. Gaschromatografie scheidt mengsels van gassen. Eén type vloeistofchromatografie gebruikt een sponsachtig oppervlak dat een dun, plat oppervlak kan zijn waarover de vloeistof zich zal verspreiden. Een ander type vloeistofchromatografie maakt gebruik van een smalle kolom waardoor de vloeistof wordt gefilterd terwijl deze naar beneden stroomt vanwege de zwaartekracht.

Manieren tot valmolecules

Het oppervlak dat wordt gebruikt voor het scheiden van moleculen in chromatografie bevat wat kan worden beschouwd als veel kleine "valstrikken" die moleculen vasthouden terwijl ze voorbijgaan. De vijf typen oppervlakken die vloeistofchromatografie definiëren, zijn scheidingsoppervlakken, adsorptieoppervlakken, grootte-uitsluitingsoppervlakken, ionenuitwisselingsoppervlakken en affiniteitsoppervlakken. Welk type oppervlak wordt gekozen, hangt af van de chemische eigenschappen van de moleculen in het vloeistofmengsel. De algemene manier waarop deze oppervlakken werken, is om moleculen op te sluiten op basis van hun grootte, hun elektrische ladingen of hun plakkerigheid op basis van een soort intermoleculaire binding die de moleculen delen met het oppervlak.