Hauptunterschied – Papier- vs. Dünnschicht- vs. Säulenchromatographie
Papierchromatographie, Dünnschichtchromatographie und Säulenchromatographie sind drei Arten von chromatographischen Techniken. Der Hauptunterschied zwischen Papierchromatographie, Dünnschichtchromatographie und Säulenchromatographie basiert auf der Art der stationären Phase, die in der Chromatographietechnik verwendet wird. Die Papierchromatographie verwendet ein Zellulosepapier als stationäre Phase, die Dünnschichtchromatographie verwendet Aluminiumoxid oder Kieselgel als stationäre Phase, während die Säulenchromatographie eine mit einem geeigneten Matrixmaterial gepackte Säule als stationäre Phase verwendet.
Bei der Trennung und Identifizierung von Biomolekülen wie Proteinen und Kohlenhydraten ist die Chromatographie eine wichtige biophysikalische Technik. Die Chromatographie trennt Verbindungen basierend auf ihrer Löslichkeit, Größe und Ladung. Basierend auf dem Trennmechanismus verwendet die Chromatographie Mechanismen wie Ionenaustausch, Absorption, Verteilung und Größenausschluss, und es gibt drei chromatographische Techniken; nämlich Papier-, Dünnschicht- und Säulenchromatographie. Die Papierchromatographie basiert auf der Fest-Flüssig-Adsorption und Löslichkeit der Verbindung und verwendet ein Zellulosepapier als stationäre Phase. Die Dünnschichtchromatographie basiert auf der Fest-Flüssig-Adsorption von Molekülen. Es hat eine stationäre Phase, die typischerweise aus Aluminiumoxid oder Kieselgel besteht, und die mobile Phase, die das Lösungsmittel ist. Säulenchromatographie verwendet eine mit einer Matrix gepackte Säule, die verwendet wird, um Moleküle hauptsächlich basierend auf ihrer Größe, Affinität oder ihrer Ladung zu trennen.
Was ist Papierchromatographie?
Die Papierchromatographie ist die einfachste Art der verwendeten Chromatographie und wird nicht für umfangreiche Forschungszwecke verwendet. Es wird hauptsächlich in Schülerlaboren verwendet, um Biomoleküle wie Aminosäuren und Kohlenhydrate zu identifizieren, die in Mischungen vorhanden sind. Die Papierchromatographie verwendet eine stationäre Phase, die aus Zellulosepapier oder Whatman-Filterpapier hergestellt wird, und eine mobile Phase, die normalerweise unter Verwendung organischer Lösungsmittel wie n-Butanol usw. hergestellt wird. Die stationäre Phase wird mit Wasser gesättigt, wodurch die stationäre Phase flüssig wird. Wenn also die Verbindungen aufgetupft und in Gegenwart der mobilen Phase laufen gelassen werden, werden sie abhängig von der Löslichkeit der Verbindungen getrennt. Somit kann nach der Entwicklung des Chromatogramms eine Färbung durchgeführt werden, um die Lauflänge jeder Verbindung zu bestimmen. Dadurch kann der Retentionsfaktor berechnet werden.
Abbildung 01: Papierchromatographie
Die Papierchromatographie kann je nach Richtung des fließenden Lösungsmittels weiter in aufsteigende Papierchromatographie und absteigende Papierchromatographie eingeteilt werden.
Was ist Dünnschichtchromatographie?
Dünnschichtchromatographie oder TLC ist eine häufig verwendete Technik zur Identifizierung verschiedener in einer Mischung vorhandener Aminosäuren oder zur Identifizierung von Proteinen. Die Technik der Trennung basiert auf der Fest-Flüssig-Adsorption. Bei der Dünnschichtchromatographie wird als stationäre Phase eine Platte aus Aluminiumoxid oder Kieselgel verwendet. Die Lösungsmittelmischung variiert je nach Anforderung und kann verschiedene Kombinationen organischer Verbindungen, wie n-Butanol, Essigsäure und Wasser, zur Herstellung des Lösungsmittels verwenden. Die zu trennenden Verbindungen werden auf die Platte getüpfelt und in das Lösungsmittelgemisch eingetaucht. Sobald das Lösungsmittel aufgrund der Kapillarwirkung der Platte nach oben wandert, bewegen sich auch die auf der Platte aufgetüpfelten Verbindungen in Abhängigkeit von ihrer Löslichkeit im Lösungsmittel.
Abbildung 02: Dünnschichtchromatographie
Der Nachweis der Spots nach dem Chromatogrammlauf erfolgt durch verschiedene Färbeverfahren. Einige verwenden Ninhydrin-Färbung, die eine ziemlich toxische Färbemethode ist. Moderne Dünnschichtchromatogramme verwenden Fluoreszenztechniken, um das Chromatogramm nach dem Lauf anzuzeigen. Abhängig von den zurückgelegten Entfernungen kann die Retentionszeit jeder Verbindung berechnet werden. Dies kann verwendet werden, um die Art der getrennten Verbindung basierend auf der verwendeten Mischung zu identifizieren. TLC wird hauptsächlich verwendet, um Aminosäuren in einer Proteinmischung zu identifizieren und auch um verschiedene Arten von Monosacchariden, die in einer Mischung vorhanden sind, zu trennen.
Was ist Säulenchromatographie?
Säulenchromatographie ist ein breiter Begriff, der verwendet wird, um viele Arten von Chromatographietechniken zu beschreiben, die die säulenbasierte Trennmethode verwenden. Bei der Säulenchromatographie wird eine physikalische Säule mit einem Füllmaterial verwendet, um die Verbindungen zu trennen. Die Trennung kann auf unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften beruhen, die die Verbindungen aufweisen. Diese Eigenschaften können Ladung, Größe, 3D-Konformation und Bindungskapazität usw. sein. Somit fungiert die mit dem Matrixmaterial gefüllte Säule als stationäre Phase und der auf die Säule aufgebrachte Waschpuffer als mobile Phase.
Wenn die Moleküle nach Größe getrennt werden, ist das Verpackungsmaterial so verpackt, dass es Poren hinterlässt, durch die die Verbindungen wandern können. Daher werden die größeren Moleküle, die nicht durch die Poren fließen können, zuerst eluiert, während die kleineren Moleküle viel länger brauchen, um zu eluieren.
Abbildung 03: Säulenchromatographie
Wenn die Moleküle aufgrund ihrer Ladung getrennt werden, enthält die stationäre Phase entweder einen Anionen- oder einen Kationenaustauscher, an den die Verbindungen aufgrund ihrer Ladung angezogen werden. Somit werden während des Waschschritts die nicht gebundenen Verbindungen eluiert. Bei Zugabe des Elutionspuffers werden die gebundenen geladenen Verbindungen eluiert. Der Nachweis dieser Eluenten basiert meist auf spektrophotometrischen Techniken.
Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Papierdünnschicht- und Säulenchromatographie?
- All Paper Thin Layer und Column Chromatography drei Techniken werden zur Trennung von Biomolekülen wie Aminosäuren, Proteinen und Kohlenhydraten verwendet.
- Papierdünnschicht- und Säulenchromatographietechniken haben eine mobile Phase und eine stationäre Phase.
- Papierdünnschicht- und Säulenchromatographietechniken verwenden biophysikalische Mechanismen zur Trennung.
Was ist der Unterschied zwischen Papierdünnschicht- und Säulenchromatographie?
Papier vs. Dünnschicht vs. Säulenchromatographie |
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| Papierchromatographie | Papierchromatographie ist eine chromatographische Technik, die verwendet wird, um Verbindungen basierend auf der Flüssig-Flüssig-Adsorption und Löslichkeit der Verbindung zu trennen. Es verwendet ein Zellulosepapier als stationäre Phase. |
| Dünnschichtchromatographie | Die Dünnschichtchromatographie ist eine weitere chromatographische Technik, die auf der Fest-Flüssig-Adsorption von Molekülen basiert. Es hat eine stationäre Phase aus Aluminiumoxid oder Kieselgel und ein Lösungsmittel als mobile Phase, das Lösungsmittel. |
| Säulenchromatographie | Bei der Säulenchromatographie wird eine mit einer Matrix gefüllte Säule verwendet, mit der Moleküle hauptsächlich anhand ihrer Größe, Affinität oder ihrer Ladung getrennt werden. |
| Stationäre Phase | |
| Papierchromatographie | Papier aus Nitrocellulose von Whatman wird als stationäre Phase in der Papierchromatographie verwendet. |
| Dünnschichtchromatographie | Aluminiumoxid oder Kieselgel wird als stationäre Phase der Dünnschichtchromatographie verwendet. |
| Säulenchromatographie | Bei der Säulenchromatographie wird als stationäre Phase eine mit geeignetem Füllmaterial gefüllte Säule verwendet. |
| Mobile Phase | |
| Papierchromatographie | Laufendes Lösungsmittel ist die mobile Phase der Papierchromatographie. |
| Dünnschichtchromatographie | Laufendes Lösungsmittel ist die mobile Phase der Dünnschichtchromatographie. |
| Säulenchromatographie | Waschpuffer ist die mobile Phase der Säulenchromatographie. |
| Separationsmechanismen | |
| Papierchromatographie | Die Papierchromatographie basiert auf der Fest-Flüssig-Absorption. |
| Dünnschichtchromatographie | Die Dünnschichtchromatographie basiert auf der Fest-Flüssig-Absorption. |
| Säulenchromatographie | Säulenchromatographie basiert auf Größenausschluss, Ladung und Form. |
| Elutionspuffer | |
| Papierchromatographie | Bei Papierchromatographie nicht erforderlich. |
| Dünnschichtchromatographie | Für die Dünnschichtchromatographie nicht erforderlich. |
| Säulenchromatographie | Erforderlich in der Säulenchromatographie. |
| Erkennung | |
| Papierchromatographie | Färbung und Bestimmung des Retentionsfaktors. |
| Dünnschichtchromatographie | Färbung und Bestimmung des Retentionsfaktors. |
| Säulenchromatographie | Spektrometrische Bestimmung. |
Zusammenfassung – Papierdünnschicht vs. Säulenchromatographie
Papierchromatographie, TLC und Säulenchromatographie sind Trenntechniken, die zur Trennung von Biomolekülen wie Proteinen, Aminosäuren und Kohlenhydraten (hauptsächlich Monosacchariden) verwendet werden. Die Papierchromatographie verwendet ein Zellulosepapier als stationäre Phase, und der Trennmechanismus basiert auf der Fest-Flüssig-Adsorption. DC verwendet auch Fest-Flüssig-Adsorptionsmechanismen. An der stationären Phase werden die Moleküle je nach Löslichkeit in der mobilen Phase getrennt. Die Säulenchromatographie nutzt physikalische Eigenschaften wie Größe, Form, Ladung und das Molekulargewicht der zu trennenden Verbindung. Die mit dem Matrixmaterial gefüllte Säule fungiert als stationäre Phase, während der Waschpuffer als Lösungsmittelphase fungiert. Dies ist der Unterschied zwischen einer Papierdünnschicht- und einer Säulenchromatographie.
