ペーパークロマトグラフィー

ペーパークロマトグラフィー

ペーパークロマトグラフィー
頭字語	パソコン
分類	クロマトグラフィー
分析対象物	クロマトグラフィーは、ガスまたは液体溶液の混合物の部分を分離するために使用される技術です。
その他のテクニック
関連している	薄層クロマトグラフィー

ペーパークロマトグラフィーは、色のついた化学物質や物質を分離するために使用される分析方法です。^{[1]現在は主に教育ツールとして使用され、}実験室では薄層クロマトグラフィー（TLC）などの他のクロマトグラフィー法に置き換えられています。

このセットアップには 3 つのコンポーネントがあります。移動相は、毛細管現象によって固定相を移動する溶液です。移動相は通常、非極性有機溶媒の混合物ですが、固定相は極性無機溶媒の水です。ここでは、固定相である水を保持するために紙が使用されます。極性水分子は、ホスト紙のセルロース ネットワークの空隙内に保持されます。TLCとペーパー クロマトグラフィーの違いは、TLC の固定相は吸着剤の層 (通常はシリカゲルまたは酸化アルミニウム) であるのに対し、ペーパー クロマトグラフィーの固定相は吸収性の低い紙である点です。

ペーパークロマトグラフィーの変形である二次元クロマトグラフィーでは、2 種類の溶媒を使用し、その間にペーパーを 90° 回転させます。これは、アミノ酸など、同様の極性を持つ化合物の複雑な混合物を分離するのに役立ちます。

保持係数（Rƒ _）は、溶質の移動距離と溶媒の移動距離の比として定義されます。クロマトグラフィーでは、移動相に対する固定相中のサンプルの遅延量を定量化するために使用されます。^[2] Rƒ値_は通常、小数点以下2桁の分数として表されます。

• 溶液のR _{ƒ値がゼロの場合、溶質は固定相に留まり、移動しません。}
• R _ƒ値 = 1 の場合、溶質は固定相に対して親和性を持たず、溶媒前面とともに移動します。

たとえば、化合物が 9.9 cm 移動し、溶媒先端が 12.7 cm 移動する場合、R _ƒ値 = (9.9/12.7) = 0.779 または 0.78 となります。R _ƒ値は温度と実験で使用する溶媒によって異なるため、同じ化合物混合物でも溶媒によっては R _ƒ値が異なります。クロマトグラフィーにおける溶媒とは紙が入っている液体のことで、溶質とは分離されるインクのことです。

ペーパークロマトグラフィーは、化合物の純度を検査し、物質を識別する方法の 1 つです。ペーパークロマトグラフィーは、比較的迅速で、少量の材料しか必要としないため、便利な技術です。ペーパークロマトグラフィーの分離には、分配の原理が関係します。ペーパークロマトグラフィーでは、物質は固定相と移動相の間に分配されます。固定相は、紙のセルロース繊維の間に閉じ込められた水です。移動相は、サンプルを運びながら固定相を移動する展開液です。サンプルの成分は、固定相への吸着の強さと移動相への溶解のしやすさに応じて、容易に分離されます。

色のついた化学サンプルをろ紙の上に置くと、ろ紙の一端を溶媒に浸すことでサンプルから色が分離します。溶媒はろ紙の上まで拡散し、分子と溶媒の極性に応じてサンプル内のさまざまな分子を溶かします。サンプルに複数の色が含まれている場合、それは複数種類の分子が含まれていることを意味します。分子の種類ごとに化学構造が異なるため、各分子が少なくともわずかに異なる極性を持ち、溶媒に対する溶解度が異なる可能性が非常に高くなります。溶解度が均等でないと、溶媒が紙の上を移動し続けるにつれて、さまざまな色の分子が異なる場所で溶解したままになります。分子の溶解度が高いほど、紙の上をより高く移動します。化学物質が非常に非極性の場合、非常に極性の強い溶媒にはまったく溶けません。これは、非常に極性の強い化学物質と非常に非極性の溶媒でも同じです。

水（極性の強い物質）を溶媒として使用する場合、色の極性が高いほど、紙の上で色はより高く浮き上がります。^{[引用が必要] [独自の研究]}

クロマトグラムの展開は、溶媒を紙に沿って流すことによって行われます。ここでは、移動相は上部の溶媒ホルダーに配置されます。スポットは上部に保持され、溶媒は上から紙に沿って流れ落ちます。

ここで、溶媒はクロマトグラフィー ペーパーを上に移動します。下降クロマトグラフィーと上昇クロマトグラフィーの両方が有機物質と無機物質の分離に使用されます。サンプルと溶媒は上方向に移動します。

これは、上記の両方の技術を組み合わせたものです。上昇クロマトグラフィーの上部をロッドの上に折り曲げることで、紙がロッドを横切った後に下降するようにすることができます。

円形のろ紙を用意し、ろ紙の中央にサンプルを置きます。その部分を乾燥させた後、ろ紙を溶媒の入ったペトリ皿に水平に結び付け、ろ紙の芯が溶媒に浸るようにします。溶媒は芯を通って上昇し、成分は同心円状に分離されます。

この技法では、正方形または長方形の紙を使用します。ここでは、サンプルを角の 1 つに貼り付け、最初の実行方向に対して直角に現像を行います。

1943年にマーティンとシングがペーパークロマトグラフィーを発見したことで、初めて植物の成分を調査し、分離して同定する手段がもたらされました。^[3] エルウィン・シャルガフは、ワイントラウブの人物史の中で、コンズデン、ゴードン、マーティンによる1944年の論文を引用しています。^{[4] [5]} 1945年以降、この分野での活動が爆発的に増加しました。^[3]

• Block, Richard J.; Durrum, Emmett L.; Zweig, Gunter (1955)。『ペーパークロマトグラフィーとペーパー電気泳動のマニュアル』Elsevier、p. 4。ISBN 978-1-4832-7680-9– Google ブックス経由。