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Molte compresse per uso farmaceutico sono formulazioni. Ciò significa che sono miscele complesse di sostanze chimiche diverse, accuratamente studiate per un uso specifico. Oltre al principio attivo, possono contenere anche aromi per mascherare l'eventuale sapore amaro, rivestimenti per facilitarne la deglutizione e amido per fungere da agente legante. Ma se volessimo isolare il principio attivo? Un modo per farlo è…
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Jetzt kostenlos anmeldenMolte compresse per uso farmaceutico sono formulazioni. Ciò significa che sono miscele complesse di sostanze chimiche diverse, accuratamente studiate per un uso specifico. Oltre al principio attivo, possono contenere anche aromi per mascherare l'eventuale sapore amaro, rivestimenti per facilitarne la deglutizione e amido per fungere da agente legante. Ma se volessimo isolare il principio attivo? Un modo per farlo è attraverso la cromatografia su colonna.
La cromatografia su colonna è una tecnica di separazione utilizzata per separare singoli componenti dall'interno di una miscela. È un tipo di tecnica cromatografica.
La cromatografia è una tecnica di separazione utilizzata per separare miscele solubili. Nella cromatografia su colonna, una miscela viene sciolta in un solvente e versata su una colonna riempita con un materiale solido. I diversi componenti della miscela fuoriescono dalla colonna a velocità diverse a seconda del loro adsorbimento al materiale solido. In questo modo, possiamo isolare e separare i diversi componenti.
Tutti i tipi di cromatografia seguono gli stessi principi di base.
Se è la prima volta che ti imbatti nella cromatografia come tecnica di separazione, ti sarà utile leggere prima Cromatografia. Abbiamo trattato anche la Cromatografia su strato sottile.
Vediamo ora come questo si applica alla cromatografia su colonna.
La fase stazionaria è un solido, un liquido o un gel statico. In cromatografia, il solvente trasporta la miscela solubile attraverso la fase stazionaria.
Nella cromatografia su colonna, la fase stazionaria è costituita da microparticelle di un gel di silice fine impaccate in una lunga colonna di vetro. La colonna è aperta a un'estremità e dotata di un'apertura dall'altra. Sul fondo della colonna viene posto uno strato di lana di vetro per evitare che la polvere di silice venga lavata via.
Il gel di silice non è l'unica fase stazionaria utilizzabile. Si possono usare anche allumina, poliammide o acetato di cellulosa. Quando si cerca un mezzo adatto a fungere da fase stazionaria, si devono prendere in considerazione i seguenti fattori:
Nella cromatografia su colonna, la fase mobile può essere un qualsiasi solvente adatto. È anche nota come eluente. Si scioglie la miscela di campioni nel solvente e la si versa nella colonna in modo che attraversi la fase stazionaria.
In altri tipi di cromatografia, come la Cromatografia su carta e la Cromatografia su strato sottile, possiamo calcolare i fattori di ritenzione. Si tratta di misure della distanza percorsa da ciascun componente della miscela attraverso la fase stazionaria rispetto alla distanza complessiva percorsa dal solvente. Nella cromatografia su colonna, invece, si calcolano i tempi di ritenzione.
Il tempo di ritenzione è il tempo impiegato da un particolare componente della miscela di campioni per attraversare la colonna. In altre parole, è il tempo che intercorre tra l'iniezione del campione e la rilevazione del componente.
In altri tipi di cromatografia, lo stesso soluto ha sempre lo stesso fattore di ritenzione, a condizione che tutte le condizioni siano mantenute invariate: la temperatura, la fase stazionaria e la fase mobile, ad esempio.
Ma è molto più difficile produrre tempi di ritenzione coerenti. Questo perché dipendono da molti fattori. Tra questi, la lunghezza della colonna, la dimensione delle particelle della fase stazionaria etc. Per questi motivi, la cromatografia su colonna non viene utilizzata per identificare le sostanze. L'identificazione viene lasciata ad altre tecniche, come la spettrometria di massa o cromatografia HPLC.
La cromatografia HPLC (dall'inglese high performance liquid cromatography), è una tecnica cromatografica che si basa sugli stessi principi della cromatografia su colonna tradizionale ma con strumentazioni avanzate e pompe ad alta pressione. Pur avendo costi molto più elevati rispetto alla cromatografia su colonna avanzata, ha applicazioni innumerevoli in diversi campi a livello industriale.
In cromatografia, l'affinità relativa descrive la capacità di un componente di legarsi alla fase stazionaria o mobile. Determina la velocità con cui il componente si muove attraverso la fase stazionaria.
Una sostanza con maggiore affinità per la fase mobile si muove più velocemente attraverso la fase solida della colonna rispetto a quelle con maggiore affinità per la fase stazionaria. L'affinità relativa ha a che fare con il legame tra la sostanza e la fase stazionaria o mobile.
Esaminiamo la struttura della fase stazionaria, il gel di silice. È nota anche come biossido di silicio. Ogni particella di silice ha uno strato di gruppi -OH all'esterno, come mostrato di seguito:
Figura 1. Silice.
Questi gruppi -OH fanno sì che la silice possa formare legami idrogeno con le sostanze adatte. I legami a idrogeno sono un tipo di forza intermolecolare. Questi legami mantengono la sostanza in posizione e impediscono che il solvente la trasporti lungo la colonna con la stessa velocità. Possiamo quindi prevedere quanto segue:
Le sostanze che possono formare legami idrogeno si legheranno più fortemente al gel di silice e avranno quindi una maggiore affinità con la fase stazionaria e una minore affinità con la fase mobile. Si muoveranno più lentamente lungo la colonna e daranno tempi di ritenzione più elevati. Si dice che sono maggiormente adsorbite.
Le sostanze che non possono formare legami idrogeno si legano meno fortemente al gel di silice. Esistono ancora altre forze intermolecolari tra loro, ma sono più deboli dei legami idrogeno, quindi la sostanza si muove più rapidamente lungo la colonna. La sostanza ha una maggiore affinità con la fase mobile e una minore affinità con la piastra stazionaria. Queste sostanze sono più solubili nel solvente e danno tempi di ritenzione più elevati.
Ad esempio, gli amminoacidi possono formare legami a idrogeno perché contengono un gruppo N-H. Gli alcheni, invece, non possono farlo. Gli amminoacidi hanno quindi un'affinità più forte con la fase stazionaria rispetto agli alcheni e quindi hanno tempi di ritenzione più elevati. Un alchene attraverserà la colonna più velocemente rispetto amminoacido.
Come si esegue la cromatografia su colonna? Si procede come segue.
Ecco come dovrebbe apparire la colonna dopo aver versato la miscela nella parte superiore.
Figura 2. Set up di un esperimento di cromatografia su colonna.
La miscela dovrebbe separarsi in diversi componenti che si muovono attraverso la colonna a velocità diverse. Assicuratevi di scambiare il becher con uno nuovo quando ogni componente raggiunge la fine della colonna.
Figura 3. Cromatografia su colonna.
Osservate l'esempio precedente. La miscela campione verde si divide in due componenti diversi, uno blu e uno giallo. Sappiamo quindi che la miscela è composta da due sostanze diverse. Possiamo anche notare che il componente giallo si muove più velocemente attraverso la colonna rispetto al componente blu. Ciò significa che il componente giallo ha un tempo di ritenzione più breve e una maggiore affinità con la fase mobile rispetto al componente blu. Si dice che il componente blu è adsorbito più del componente giallo - ha un'affinità maggiore e si lega più fortemente alla fase stazionaria.
Una volta raccolti i componenti del campione in diversi becher, è possibile analizzarli ulteriormente. Ad esempio, si può eseguire spettrometria di massa o cromatografia su strato sottile su uno dei componenti per scoprirne l'identità. Potreste purificarlo rimuovendo il solvente. Un modo per farlo è la distillazione. Oppure si possono semplicemente eseguire alcune reazioni di base in provetta per ottenere alcuni indizi sulla struttura e sulla reattività del componente.
La cromatografia su colonna a bassa pressione è un altro tipo di tecnica cromatografica che, come dice il nome stesso, utilizza pompe a pressioni basse per forzare la fase mobile all'interno della colonna. Questo tipo di tecnica trova applicazioni soprattutto nella separazione di identificazione di biomolecole e proteine.
Ora che sappiamo come funziona la cromatografia su colonna, possiamo considerare alcuni dei suoi vantaggi.
La cromatografia su colonna ha una serie di applicazioni reali. Tra queste vi sono:
La cromatografia su colonna è una tecnica di separazione utilizzata per separare singoli componenti dall'interno di una miscela. È un tipo di tecnica cromatografica.
La cromatografia è una tecnica di separazione utilizzata per separare miscele solubili basata sulle diverse affinità dei composti con fase mobile e fase stazionaria.
Mikhail Semenovich Tswett, un botanico italo-russo, ha inventato la cromatografia durante la sua ricerca sui pigmenti di piante.
La cromatografia ha moltissime applicazioni. Tra queste: Isolamento di principi attivi, separazione di miscele, rimozione di impurità etc.
Tutti i tipi di cromatografia seguono gli stessi principi di base.
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