CROMATOGRAMMA: A COSA SERVE E TIPOLOGIE - CHIMICA - 2026

Il cromatogramma è un record grafico bidimensionale ottenuto su un mezzo assorbente, che mostra la separazione delle sostanze mediante cromatografia. Sul cromatogramma si forma uno schema visibile, picchi o macchie, che riflette la separazione fisica dei componenti di una miscela.

La figura inferiore è un cromatogramma con tre picchi, A, B e C, di tre componenti del campione separati mediante cromatografia. Si osserva che ciascuno dei tre picchi ha un'altezza e una posizione diverse sull'asse temporale del cromatogramma.

Cromatogramma tipico. Fonte: Heliagon, da Wikimedia Commons

L'asse delle ordinate o Y registra le informazioni sull'intensità del segnale (in millivolt mV in questo caso). Rappresenta la registrazione, a seconda del rilevatore, di alcune proprietà fisiche della sostanza o di un componente separato della miscela.

L'altezza del picco è proporzionale alla concentrazione del componente separato dal campione in un sistema ottimale. Così, ad esempio, è facile visualizzare che il componente B è in una proporzione maggiore di A e C.

In ascissa o asse X è rappresentato il tempo di ritenzione dei componenti del campione o della miscela. È il tempo che intercorre dall'iniezione del campione fino al suo arresto, essendo diverso per ogni sostanza pura.

A cosa serve un cromatogramma?

È il record finale dell'intero processo cromatografico. Da esso si ottengono parametri di interesse analitico. Questo può essere ottenuto come file elettronico, istogramma stampato o sul supporto di processo; sulla carta, per esempio.

L'asse Y è generato da rilevatori di segnale o di risposta di intensità, come gli spettrofotometri. E 'essenziale un'analisi ottimale del tempo, delle caratteristiche dei picchi o delle macchie ottenute; la dimensione, la posizione, il colore, tra gli altri aspetti.

Le analisi dei cromatogrammi richiedono generalmente l'uso di controlli o standard, sostanze di identità e concentrazione note. L'analisi di questi controlli permette di stabilire per confronto con i campioni caratteristici dei componenti del campione indagato.

Nel cromatogramma è possibile osservare e analizzare come è stata effettuata la separazione dei componenti di una miscela. Il suo studio ottimale consente di identificare una sostanza, dimostrarne la purezza, quantificare la quantità di sostanze presenti in una miscela, tra gli altri aspetti.

Le informazioni estratte possono essere di natura qualitativa; ad esempio, quando le sostanze vengono identificate e la loro purezza determinata. Le informazioni quantitative si riferiscono alla determinazione del numero di componenti nella miscela e alla concentrazione dell'analita separato.

Identificazione delle sostanze

Analizzando i risultati del cromatogramma si possono identificare varie sostanze confrontando i tempi di ritenzione con quelli di sostanze note. Si può osservare se le sostanze in studio percorrono la stessa distanza se hanno lo stesso tempo delle sostanze conosciute.

Ad esempio, il cromatogramma può rilevare e identificare i metaboliti di farmaci come stimolanti e steroidi nelle urine degli atleti. È un importante supporto nello studio e nella ricerca di alcuni metaboliti prodotti da malattie genetiche nel neonato.

Il cromatogramma facilita il rilevamento degli idrocarburi alogenati presenti nell'acqua potabile, tra le altre sostanze. È fondamentale nelle analisi di laboratorio di controllo qualità, poiché consente di rilevare e identificare i contaminanti presenti nei vari prodotti.

Classificazione della purezza delle sostanze

In un cromatogramma puoi distinguere tra sostanze pure e impure. Una sostanza pura produrrebbe un singolo picco sul cromatogramma; mentre una sostanza impura produrrebbe due o più picchi.

Regolando adeguatamente le condizioni in cui viene eseguita la cromatografia, è possibile impedire a due sostanze di formare un unico picco.

Quantificazione delle sostanze

Analizzando l'area del picco del cromatogramma, è possibile calcolare la concentrazione dei componenti del campione.

Pertanto, l'area del picco è proporzionale alla quantità di sostanza presente nel campione. Questi dati quantitativi sono ottenuti in sistemi altamente sensibili, come quelli generati dalla cromatografia gassosa o liquida, per esempio.

tipi

Una delle classificazioni dei cromatogrammi è strettamente correlata ai diversi tipi di cromatografia, che generano il cromatogramma corrispondente.

A seconda delle condizioni di funzionamento, i rivelatori, tra gli altri aspetti, il cromatogramma varieranno nel contenuto e nella qualità.

Cromatogrammi su carta o strato sottile

Il cromatogramma può essere generato direttamente su carta o strato sottile, mostrando direttamente la distribuzione o la distribuzione dei componenti del campione.

È molto utile per la separazione e lo studio di sostanze colorate che hanno pigmenti naturali, come la clorofilla. Può essere sottoposto a processi di sviluppo nel caso le sostanze non abbiano colore naturale, ed è utile per studi qualitativi.

Cromatogrammi generati dai rivelatori

Il cromatogramma può anche essere ottenuto utilizzando un rilevatore che registra la risposta, l'uscita o il segnale finale della cromatografia. Come accennato prima, questo rilevatore è solitamente uno spettrofotometro, uno spettrometro di massa, sequenziatori automatici, prodotti elettrochimici, tra gli altri.

I cromatogrammi generati in colonne, siano essi gas o liquidi, così come quelli ad alta risoluzione in strati sottili, utilizzano rivelatori.

A seconda del tipo di rivelatore, il cromatogramma può essere classificato come differenziale o integrale, a seconda della forma di risposta del rivelatore.

Cromatogramma differenziale

Un rilevatore differenziale misura continuamente il segnale di risposta dal cromatogramma, mentre i rilevatori integrali misurano cumulativamente il segnale corrispondente.

Un cromatogramma differenziale è un cromatogramma ottenuto da un rilevatore differenziale. Questi rivelatori includono, ad esempio, spettrofotometri e rivelatori per i cambiamenti nella conducibilità elettrica.

Questo tipo di cromatogramma ha mostrato il risultato della separazione di anioni da un campione, rilevato mediante fotometria indiretta. Gli stessi risultati sono stati ottenuti anche per lo studio degli ioni, ad esempio, con rilevazione finale mediante conduttimetria.

Cromatogramma differenziale. Fonte: Pixabay

Il grafico in alto mostra l'esempio di un cromatogramma differenziale, ottenuto da sequenziatori automatici di DNA (acido desossiribonucleico). Il grafico mostra chiaramente i picchi di quattro colori, un colore per ciascuna delle basi azotate nel DNA.

Attraverso il supporto di un programma computerizzato viene facilitata l'interpretazione della sequenza delle basi del DNA analizzato, così come per gli analiti più complessi.

Cromatogramma integrale

Il cromatogramma integrale corrisponde a quello ottenuto da un rivelatore integrale. Questo cromatogramma mostra l'output di un singolo componente in studio. Non si ottengono picchi multipli come nel differenziale.

Nel cromatogramma integrale, si ottiene un record con una forma descritta come un passo. Questa forma è la porzione del cromatogramma che corrisponde alla quantità di una singola sostanza che fuoriesce dalla colonna.

Riferimenti

1. Bhanot, D. (2013). Come leggere un cromatogramma? Estratto da: lab-training.com
2. Carey, FA (2006). Sesta edizione di chimica organica. Casa editrice Mc Graw Hill
3. Cromatografia oggi. (2014). Cos'è un cromatogramma? Estratto da: chromatographytoday.com
4. Mathias, J. (2018). Guida per principianti: come interpretare i risultati della spettrometria di massa della cromatografia gascromatografica. Estratto da: innovatechlabs.com
5. Società spagnola di cromatografia e tecniche correlate. (2014). Il cromatogramma. Recupero da: secyta.es
6. Wikipedia. (2019). Cromatografia su carta. Estratto da: wikipedia.org