Бумажная хроматография (БХ), вид хроматографии. основанный
на различии в скорости перемещения компонентов анализируемой смеси по бумаге
в потоке растворителя (элюента). Хроматограммой в этом случае называют картину
расположения хроматографич. зон на бумаге после завершения разделения.
В бумажной хроматографии используется главным образом спец. хроматографич. бумага, которая должна быть
максимально однородной и содержать только целлюлозные волокна. Она может
служить неподвижной фазой или инертным носителем неподвижной фазы.
В распределительной бумажной хроматографии неподвижная фаза - адсорбированная бумагой вода
или неполярные орг. растворители, которыми пропитывают бумагу (вариант с обращенными
фазами), а элюент - соотв. смеси орг. растворителей с водой, часто содержащие
также кислоты, комплексообразующие и др. вещества, или водные растворы неорг. кислот
и солей. Скорость перемещения компонентов зависит от коэф. их распределения
между фазами и от соотношения объемов этих фаз.
В адсорбционной бумажной хроматографии разделение компонентов смеси происходит благодаря
различию в их сорбируемости адсорбентом - бумагой. В кач-ве элюента используются
гл. обр. смеси орг. растворителей с водой.
В ионообменной бумажной хроматографии используют бумагу, пропитанную ионообменными смолами.
Скорость миграции компонентов в этом случае зависит главным образом от констант
ионного обмена и рН элюента.
Осадочная бумажная хроматография осуществляется на бумаге, импрегнированной раствором реагента-осадителя,
образующего с разделяемыми веществами малорастворимые соединения. Скорость
движения компонентов определяется произведениями растворимости этих соединений.
В лигандообменной бумажной хроматографии бумагу предварительно обрабатывают растворами ионов
металлов, например Сu2+ при разделении аминов и аминокислот. При
этом компоненты перемещаются в зависимости от констант устойчивости их
комплексных соед. с ионами металлов.
На практике часто реализуются одновременно неск. механизмов разделения.
Бумажная хроматография осуществляется в стеклянных хроматографич. камерах или др. закрытых
сосудах. Для улучшения воспроизводимости их часто кондиционируют, покрывая
внутр. стенки фильтровальной бумагой, смоченной соответствующим растворителем.
В камеру помещают лоток с элюентом, в который опускают край хроматографич.
бумаги после нанесения на нее пробы разделяемых веществ (обычно объемом 1-10
мкл). Элюент движется под действием капиллярных и гравитац. сил. По расположению
бумаги и направлению тока элюента различают восходящую, нисходящую и горизонтальную
бумажную хроматографию. Хроматографирование можно проводить также в центробежном поле или в
условиях градиента температуры, что увеличивает эффективность и скорость разделения.
В т. наз. двумерной бумажной хроматографии пробу наносят в один из углов квадратного листа
и после завершения хроматографирования в одном элюенте бумагу высушивают
и, повернув на 90°, погружают в др. элюент. На двумерной хроматограмме
получают до n2 хроматографич. зон, где и -число зон, образующихся
при обычной (одномерной) бумажной хроматографии.
После подъема растворителя на определенную высоту бумагу вынимают из камеры,
высушивают и выявляют хроматографич. зоны. Если зоны не окрашены, хроматограмму
опрыскивают растворами специфич. реагентов, образующих с компонентами разделяемой
смеси окрашенные или флуоресцирующие соединения. Используют также ферментативные
и биол. методы детектирования, например, для выявления ферментов хроматограмму
обрабатывают раствором соответствующих субстратов. Радиоактивные вещества обнаруживают,
экспонируя хроматограмму на рентгеновскую пленку.
Положения хроматографич. зон в бумажной хроматографии характеризуют величиной Rf,
представляющей
собой отношение пути, пройденного центром хроматографич. зоны, к пути,
пройденному фронтом растворителя: Rf= 1/[1 + (KdVs/Vm)],
где Кs и Vт- объемы соотв. неподвижной
и подвижной фаз, Кd-коэф. распределения вещества между этими фазами.
Погрешность определения Rf ок. 5%. В стандартизованных
условиях эта величина постоянна для каждого вещества и используется для его
идентификации.
Количеств. анализ проводят непосредственно на хроматограммах или после
отделения вещества хроматографич. зон от целлюлозной основы. В первом случае
компоненты определяют с помощью сканирующей денситометрии, флуориметрии,
фотометрии или по размеру хроматографич. зон, а также активац. методами
(при использовании последних двух методов зоны предварительно вырезают).
Пределы обнаружения веществ в зонах по окрашенным производным составляют 0,1-10
мкг, флуориметрически -10-3-10-2 мкг, активационным
методом - 10-4-10-10 мкг. Отделение компонентов от
целлюлозной основы осуществляют экстрагированием, сжиганием бумаги или
кипячением ее в смеси кислот. Затем компоненты определяют любым подходящим
методом, обычно спектрофотометрическим, титриметрическим или кинетическим.
Погрешность количеств. анализа не превышает 10%.
С помощью бумажной хроматографии можно разделить и анализировать практически все классы
хим. соед., в т.ч. аминокислоты, сахара, стероиды. Кроме того, бумажную в сочетании
с двумерным электрофорезом используется как микропрепаративный метод разделения
природных веществ, в частности пептидов.
Достоинства бумажной хроматографии: возможность разделения малых кол-в (0,001-1 мкг) веществ,
высокая чувствительность, простота аппаратуры. Недостаток метода: сильное
размывание хроматографич. зон, связанное с неоднородностью бумаги. Вследствие
этого для разделения сложных смесей веществ необходимо использовать листы длиной
ок. 1 м, что приводит к увеличению длительности эксперимента (для двумерной
БХ до 15-20 ч) и большому расходу растворителя.