كروماتوغرافيا التقسيم

يُعدّ الفصل الكروماتوغرافي نوعًا خاصًا من أنواع الفصل الكروماتوغرافي العمودي ، وهو مُصمّم لفصل المواد المراد تحليلها التي لا تختلف معاملات توزيعها بين مذيبين سائلين إلا اختلافًا طفيفًا. يتكون الطور الصلب في عمود الفصل الكروماتوغرافي من جزيئات مُغطاة بأحد المذيبين السائلين، بينما يعمل المذيب السائل الآخر كمذيب مُذيب .

تم تقديم نظريتها وتطبيقها من خلال أعمال ومنشورات آرتشر مارتن وريتشارد لورانس ميلينغتون سينج خلال أربعينيات القرن العشرين. ^{[ 1 ]} وقد حصلا لاحقًا على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1952 "لاختراعهما تقنية كروماتوغرافيا التقسيم". ^{[ 2 ]}

كانت عملية فصل مخاليط المركبات الكيميائية بتمريرها عبر عمود يحتوي على طور ثابت صلب يتم غسله بطور متحرك ( الكروماتوغرافيا العمودية ) معروفة جيدًا في ذلك الوقت. ^{[ 3 ]} كان يُعتقد أن الفصل الكروماتوغرافي يحدث عن طريق عملية امتزاز تلتصق فيها المركبات بالوسط الصلب وتُغسل من العمود بمذيب، أو خليط من المذيبات، أو بتدرج تركيز المذيب. في المقابل، طور مارتن وسينج ووصفا عملية فصل كروماتوغرافي يتم فيها توزيع المركبات بين طورين سائلين، على غرار ديناميكية الفصل السائل-السائل في قمع الفصل . كان هذا تحولًا هامًا، نظريًا وعمليًا في ظروف التوازن. ^{[ 4 ]}

صمّم مارتن وسينج في البداية استخلاصًا متسلسلًا سائلًا-سائلًا باستخدام أوعية زجاجية متصلة على التوالي تعمل كأقماع فصل. ^{[ 1 ]} وصفت المقالة الرائدة التي عرضت دراساتهما المبكرة جهازًا معقدًا نوعًا ما لفصل الأحماض الأمينية بين الماء ومذيبات الكلوروفورم . أُطلق على هذه العملية اسم "الاستخلاص السائل-السائل بالتيار المعاكس". ^{[ 5 ]} شرح مارتن وسينج نظرية هذه التقنية بالرجوع إلى التقطير التجزيئي المستمر الذي وصفه راندال ولونجتين . ^{[ 6 ]}

اعتبروا هذا النهج معقدًا للغاية، فابتكروا طريقة جديدة. يتم تثبيت أحد المذيبات، كالماء مثلاً، عن طريق الامتصاص على جزيئات هلام السيليكا كطور ثابت. أما المذيب الآخر، كالكلوروفورم مثلاً، فهو الطور المتحرك. ^{[ 7 ]} نشروا هذه الطريقة عام 1941. تتضمن المقالة كلاً من النظرية من حيث معامل التوزيع للمركب، وتطبيقها على فصل الأحماض الأمينية على عمود سيليكا مشبع بالماء باستخدام خليط من الماء والكلوروفورم والبيوتانول العادي كمذيب . ^{[ 8 ]}

أتاحت كروماتوغرافيا التقسيم مزيدًا من التطورات في كروماتوغرافيا الأعمدة، وألهمت أشكالًا جديدة من الكروماتوغرافيا مثل التوزيع المعاكس للتيار ، ^{[ 9 ]} وكروماتوغرافيا الورق ، ^{[ 10 ]} وكروماتوغرافيا الغاز . استُخدمت أجهزة التوزيع المعاكس للتيار التجارية في العديد من الاكتشافات المهمة. وكان إدخال كروماتوغرافيا الورق تقنية تحليلية مهمة أدت إلى ظهور كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة . ^{[ 11 ]} وأخيرًا، وصف مارتن، بالاشتراك مع أ. ت. جيمس وج. هوارد سميث، كروماتوغرافيا الغاز السائل، وهي تقنية أساسية في الكيمياء التحليلية الحديثة، في عام 1952. ^{[ 12 ]}

يمكن تغيير الطور الثابت لتغيير خصائص الفصل. ومن خلال ربط المجموعات الوظيفية الألكانية كيميائياً بهلام السيليكا، نحصل على كروماتوغرافيا الطور المعكوس . ^{[ 13 ]}

في عام 1944، حقق ليمان سي كريج الهدف الأصلي لمارتن وسينج: كروماتوغرافيا العمود باستخدام طورين سائلين متدفقين بحرية. ^{[ 14 ]}