今日は化学実験の基本のクロマトグラフィーについてまとめたいと思います。
クロマトグラフィーとは
クロマトグラフィーとは混合物をさまざまな手法で分離精製するのも技術のことです。
分離したい物質のサイズ、疎水性、電荷等の性質の差を利用します。
固定相と移動相からなり、これらの相と試料の相互作用で試料の分離を行ないます。
クロマトグラフィーの種類は
・ペーパークロマトグラフィー
紙に分離したい液をスポットし、紙の下端を展開用の溶媒（展開溶媒）に浸し、毛細管現象で液が紙をあがっていくときに、試料溶液内の成分が分離していくことを利用したクロマトグラフィーです。展開溶媒に溶けやすい成分ほど早く移動します。
スポットする とは、簡単にいうと、紙に液をつけて染みをつけるようなイメージです。
固定相は紙で移動相は有機溶媒等の液体です。試料は液体です（もちろん固体を液体に溶解させたものでも良いです。）
・薄層クロマトグラフィー
薄層クロマトグラフィーはThin Layer Chromatographyともいい、TLCと略されます。基本的にはペーパークロマトグラフィーと似たような手法です。紙のかわりにガラス板やアルミ板にシリカゲルやアルミナなどを塗布したプレートを使用します。
こちらも展開溶媒に溶けやすい成分ほど早く移動します。
スポットの検出の方法はは目視だけでなく、UV照射や反応試薬の噴霧など様々です。
固定相はシリカゲルやアルミナで、移動相は有機溶媒等の液体です。試料は液体です。
私はお目にかかったことはありませんが、HPTLC High Performance Thin Layer Chromatographyというものもあるそうです。
・液体クロマトグラフィー
Liquid ChromatographyでLCと略します。LC技術の進歩の課程で、今一般的に使用されているものはhigh performance liquid chromatography HPLCと略されています。近年はさらに性能が向上し、UPLCのようなモデルも出てきています。
HPLCはカラムという多くはステンレス製の筒にシリカゲル等の担体を充填し、そこに有機溶媒等の移動相を通液することで、分離を行ないます。
固定相は個体、移動相は液体で試料は液体です。
HPLCについてはこちらでもまとめていますので、よかったら読んでみてください。
化学の復習◇高速液体クロマトグラフィーとは◇HPLC◇原理は - 理系サラリーマンの趣味と勉強
・ガスクロマトグラフィー
Gas ChromatographyでGCと略します。こちらもカラムと呼ばれる筒に固定相を充填もしくは塗抹したものに移動相となる気体を流し、分離を行ないます。
カラムにはパックドカラムとキャピラリーカラムの2種類があり、パックドカラムの場合、固定相は固体、キャピラリーカラムは固定相は液体です。（液体といってもカラム内に液が浸っているという訳ではありませんのでご注意を）
この他にもサイズ差を利用したサイズ排除クロマトグラフィーや親和性を利用したアフィニティクロマトグラフィー等があります。
ガスクロについてはこちらも読んでみてください。
化学の復習◇ガスクトマトグラフィーとは◇原理は？ - 理系サラリーマンの趣味と勉強
どんなことに使う？
クロマトグラフィーは物質の分離や精製に利用されます。
分離の性質を利用して、試料に含まれる物質の同定や定量に用いることができます。
医薬品や化学品、食品の品質管理にもよく用いられています。
また、物質を分離できるため、混合物の中から目的の化合物のみを分取するような手法にも用いられています。
おすすめの書籍は？
クロマトグラフィーは長く利用されてきた技術ですので、書籍も豊富にあります。
基本的な原理は分析化学系の書籍で理解できると思います。
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分析化学の手法について、分析初級者向けにわかりやすくまとめられています。
こちらは分析中級者向けで、より詳細な原理も紹介されています。
HPLCやGCについては特に書籍が豊富で、より実務向きな書籍もたくさん発行されています。
