ক্রোমাটোগ্রাফি

হাইলাইট করা শব্দগুলোর উপর মাউসের কার্সর ধরতে হবে। মোবাইল ব্যবহারকারীরা শব্দগুলোর উপর স্পর্শ করো-

ক্রোমাটোগ্রাফি নামটা শুনলে অনেকের আতঙ্ক চলে আসে। শুনলেই মনে হয় কি যেন আজগুবি একটা বিষয়। আচ্ছা, তোমরা কি বলতে পারবে পাতন, দ্রাবক নিষ্কাশন এগুলো কী? এগুলো হচ্ছে কোনো মিশ্রণ থেকে মিশ্রিত পদার্থগুলো পৃথক করার পদ্ধতি। ক্রোমাটোগ্রাফি ঠিক এরকমই একটা পদ্ধতি যেটা দিয়ে মিশ্রণ থেকে পদার্থ পৃথক হয়। তো নামটা এরকম কেন?

image

ক্রোমাটোগ্রাফি পদ্ধতি যিনি আবিষ্কার করেন, তিনি বিভিন্ন উদ্ভিদ থেকে তরল সংগ্রহ করতেন। দেখা গেলো, তরল গুলো মেশালে বিভিন্ন বর্ণের দ্রবণ তৈরি হয়। এবার একটা কাজ করলেন। ক্যালসিয়াম কার্বনেট গুঁড়ো সমৃদ্ধ একটা গ্লাস টিউবে দ্রবণগুলো ঢেলে দেন। তারপর টিউব থেকে যাতে মিশ্রণের পদার্থগুলো তাড়াতাড়ি পরে যায় সেজন্য ইথানল ব্যবহার করেন। যেটা হলো, কিছু পদার্থ আগে আগে নেমে যায় আর কিছু পদার্থ আরো দেরিতে নেমে যায়, অনেকটা ব্যান্ড এর মতো পৃথক হয়। ভিন্ন ভিন্ন ব্যান্ডের জন্য ভিন্ন ভিন্ন রঙ, ঐ রঙগুলো যেগুলো মিশানোর আগে ছিলো, মানে মিশ্রণটি পৃথক হচ্ছে। এটাই প্রাচীনতম ক্রোমাটোগ্রাফি পদ্ধতি যেটা পরে কলাম ক্রোমাটোগ্রাফি নামে পরিচিত হয়। একটা মজার ব্যাপার হচ্ছে এই পদ্ধতির সাহায্যে তিনি বিশুদ্ধ অবস্থায় ক্লোরোফিল পেয়েছিলেন।

তো বন্ধুরা, বর্ণ দেখেই যখন পৃথক করে ক্রোমাটোগ্রাফি হচ্ছে, আমরা যখন চাল বাছার সময় কালো চালটা ফেলে দেই এটাও কি এক ধরনের ক্রোমাটোগ্রাফি নাকি? ওভাবে চিন্তা করলে বলতে পারো, তবে রসায়নের সংজ্ঞাটা একটু গম্ভীর। আবার আমরা দেখবো বর্ণহীন গ্যাস মিশ্রণেরও ক্রোমাটোগ্রাফি হয়। তাহলে চলো বন্ধুরা আমরা ক্রোমাটোগ্রাফি কে জয় করার চেষ্টা করি।


ড্রপডাউনগুলোতে ক্লিক করে জেনে নাও বিস্তারিত-


বন্ধুরা, এখন আমরা কয়েক প্রকার ক্রোমাটোগ্রাফি সম্পর্কে বিস্তারিত জানবো। তবে সবার ক্ষেত্রে সচল দশা আর চলমান দশাটা বারবার মনে রাখবে।


কলাম ক্রোমাটোগ্রাফি

এতক্ষণ যেই ক্রোমাটোগ্রাফি নিয়ে আলোচনা করলাম এটাই কলাম ক্রোমাটোগ্রাফি। আবার বলা যাক-

একটা শক্ত ও মোটা কাঁচের গ্লাস টিউব ব্যবহার করা হয়। এতে চক বা অ্যালুমিনা গুঁড়া দিয়ে ভর্তি করা হয়, এটাই স্থির দশা হিসেবে কাজ করে। তারপর মিশ্রণ যোগ করা হয়। আর সবশেষে চলমান দশা হিসেবে অ্যালকোহল, পেন্টিন, ইথার ইত্যাদি জৈব দ্রাবক যুক্ত করা হয়। তারপর নমুনা মিশ্রণ আলাদা হয়ে ব্যান্ড আকারে পরতে থাকে। ব্যান্ডগুলো পৃথক পৃথকভাবে সংগ্রহ করা হয়। নির্দিষ্ট দ্রাবক ব্যবহার করে ব্যান্ডযুক্ত দ্রব গুলোকে ধুয়ে পৃথক করাকে ইলিউশন বলে আর ব্যবহৃত দ্রাবকটি হচ্ছে ইলিউয়েন্ট। এবার কার্যপদ্ধতিটা সংক্ষেপে দেখি।

image

১) মোটা কাঁচের কলামে গ্লাস উল বা ফিল্টার কাগজ টুকরা দিয়ে মুখ বন্ধ করা হয় যাতে স্থির দশা পড়ে না যায়। তারপর কলামে অ্যালুমিনা বা সিলিকায় অ্যালকোহল মিশিয়ে স্লারি করে নেওয়া হয়। এমনভাবে করা হয় যাতে ভেতরটি বায়ুশুন্য থাকে।

২) নমুনা মিশ্রণকে অ্যালকোহল মিশ্রিত করা হয়। তারপর কলামের উপর ঢেলে দেওয়া হয়। এই অবস্থায় দ্রাবক বা ইলিউয়েন্ট যোগ করা হয়।

৩) ধরা যাক মিশ্রণে P, Q, R তিনটি উপাদান আছে। তাদের মধ্যে P সবচেয়ে পোলার, তারপর Q আর তারপর R। P বেশি শোষিত হতে থাকবে, Q দ্রাবকের সাথে চলতে থাকবে, আর R দ্রুত নেমে যাবে। তিনটি ব্যান্ড তৈরি হতে দেখা যাবে। তারপর, তিনটি গ্রাহক পাত্র বা কনিক্যাল ফ্লাস্কে উপাদান তিনটি আলাদাভাবে সংগ্রহ করা যাবে।

এই পদ্ধতিতে মূলত জৈব পদার্থ যেমন উদ্ভিদের নির্যাস থেকে তার উপাদানগুলো, ভিটামিন, অ্যামাইনো এসিড, এস্টার প্রভৃতি পৃথক করা হয় আর বিশোধন করা হয়।


পেপার ক্রোমাটোগ্রাফি

এবার যেই ক্রোমাটোগ্রাফির কথা বলবো, অনেকের কাছে একটু খটকা লাগতে পারে। কারণ এতক্ষণ যা দেখছি স্বাভাবিক ব্যাপার দেখেছি, তরল নিচে গড়িয়ে পরছে। যদি এমন হতো তরল নিচ থেকে উপরে উঠছে তাহলে কেমন হতো? এখানে তাই হবে, পদার্থটি কাগজে অধিশোষিত হবে।

নাম যেহেতু পেপার ক্রোমাটোগ্রাফি, তাই বোঝাই যাচ্ছে এখানে পেপার ব্যবহার করা হবে। তবে একটা কথা, বন্ধুরা। কোথাও কোথাও লেখা থাকবে যে স্থির দশা হিসেবে এখানে কাগজ ব্যবহার করা হয়ে থাকে, কথাটা আসলে একেবারে ভুল না তবে অধিকতর সঠিকভাবে বলতে গেলে এখানে স্থির দশা হিসেবে থাকে কাগজের পৃষ্ঠতলে  শোষিত পানি। মানে কী? আমাদেরকে কাগজে পানি দিতে হবে? না বন্ধুরা, আমরা তো আর সাধারণ কাগজ ব্যবহার করবো না, হোয়াটম্যান ফিল্টার কাগজ ব্যবহার করবো, এর ওজনের শতকরা ২২ ভাগ পানি বিদ্যমান। সচল দশা হিসেবে থাকবে জৈব দ্রাবক। আর কাজটা অনেকটা আগের মতোই। জৈব দ্রাবকের সাথে নমুনা মিশ্রণ কাগজে অধিশোষিত হবে। পানি যার বেশি পছন্দ, [বা যে বেশি পোলার] সে জৈব দ্রাবকের সাথে উপরে উঠে যাবে, যার কম পছন্দ সে খুব বেশি উপরে উঠবে না। এভাবে পদার্থগুলো পৃথক হবে, মূলত পদার্থ শনাক্তকরণের কাজে এই পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। এখানে মনে রাখার আরেকটা গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হচ্ছে Rf (Retardation factor)।

Rf = যৌগ কর্তৃক অতিক্রান্ত দূরত্ব / দ্রাবক কর্তৃক অতিক্রান্ত দূরত্ব

image

এখন তোমরাই বল, এর মান কী 1 এর বেশি হতে পারে? একটু চিন্তা করো। আমরা সংক্ষেপে এটার কার্যপদ্ধতি দেখে তারপর Rf এ ফিরে যাবো।

(১) একটা জার নেওয়া হয়। উচ্চতা অনুসারে ফিল্টার কাগজ নেওয়া হয়। ফিল্টার কাগজের দুই প্রান্ত থেকে 2 cm দূরত্বে পেন্সিল দিয়ে দুটি লাইন টানা হয়। উপরের লাইনটিকে ফ্রন্ট লাইন আর নিচেরটিকে বেইস লাইন বলা হয়।

(২) মিশ্রণটিকে ক্যাপিলারি টিউবের সাহায্যে ফিল্টার কাগজে বেইস লাইন বরাবর ফোঁটা দেওয়া হয়।

(৩) জারে অল্প উচ্চতা (1.5 cm) পর্যন্ত দ্রাবক নেওয়া হয়। গ্লাসরড ধারকে ফিল্টার কাগজ ক্লিপযুক্ত করা হয়। আর চিত্রের মতো নিমজ্জিত করা হয় যেন নমুনা মিশ্রণ দ্রবণের সামান্য উপরে থাকে। ঢাকনা দেওয়া হয় যাতে জৈব পদার্থ উরে না যায়। আর অপেক্ষা করা হয়।

(৪) দ্রাবক ফ্রন্ট লাইনে পৌছে গেলে কাগজটি সরানো হয়। স্কেল দিয়ে মেপে দ্রাবক আর মিশ্রণের উপাদানের অতিক্রান্ত দূরত্ব পরিমাপ করা হয়। যদি মিশ্রণের উপাদানগুলো বর্ণহীন হয়, তাহলে উপযুক্ত বিকারক ব্যবহার করে বর্ণযুক্ত করা হয়। সবশেষে Rf পরিমাপ করে শনাক্ত করা হয়।

Rf এর বৈশিষ্ট্য:

১) এর কোনো একক নেই।

২) Rf এর মান সবসময় 1 এর কম।

৩) দ্রাবকের প্রকৃতির উপর Rf এর মান নির্ভর করে।

এই পদ্ধতিতে অ্যামাইনো এসিড, লিপিড, স্টেরয়েড, হরমোন, নিউক্লিয়োসাইড, নিউক্লিয়োটাইড শনাক্ত করা হয়।

এবার Thin Layer Chromatography নিয়ে অল্প একটু কথা বলবো। Thin Layer Chromatography আর Paper Chromatography পদ্ধতিগত দিক থেকে একই। মৌলিক পার্থক্য হলো TLC তে একটা কাগজ এর পরিবর্তে মসৃণ, নিষ্ক্রিয় পদার্থ যার পৃষ্ঠতলে ইনার্ট সলুশন সংলগ্ন আছে, ব্যবহৃত হয়। এর ফলে কর্মদক্ষতা বৃদ্ধি পায়, যেমন অনেকগুলো Sample দ্রবণ একসাথে নেওয়া যায়, সময়ও কম লাগে। আরেকটা সুবিধা হলো পৃথককৃত পদার্থ চেনার জন্য TLC পাতগুলো উচ্চতাপ প্রয়োগ করা যায়, যেখানে কাগজের ক্ষেত্রে পুরে যেতে পারে। আবার, TLC এর ক্ষেত্রে সলুশন হতে পদার্থ গুলো পৃথক হয়ে খুব বেশি ছড়ায় ছিটায় যায় না। কাগজ থেকে একটু হলেও ছড়ায় যায়।


গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি

নাম দেখেই হয়তো বুঝে ফেলছো যে এবার আমরা যেই ক্রোমাটোগ্রাফি নিয়ে আলোচনা করবো এতে ‘গ্যাস’ সংক্রান্ত কিছু থাকবে। আসলেই তাই। আমরা যে আগের ক্রোমাটোগ্রাফিগুলোতে চলমান দশা আর ব্যবহার করেছিলাম, এখানেও চলমান দশা ব্যবহার করবো, তবে সেটা হবে গ্যাস নিষ্ক্রিয় ধরনের। স্থির দশা অবশ্য কঠিন আবার তরল দুই ধরনেরই হতে পারে, এদের জন্য গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফিও দুই ধরনের বলতে পারি। তবে গ্যাস তরল ক্রোমাটোগ্রাফি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত। (একটু চিন্তা করো তো, কেন?) এবার আমরা গ্যাস তরল ক্রোমাটোগ্রাফি ব্যাখ্যা করি। এখানে স্থির দশাটি হচ্ছে কঠিন পৃষ্ঠদেশের উপর অধিশোষিত উচ্চ স্ফুটনাংক বিশিষ্ট তরল।

image

(১) ইঞ্জেক্টরের সাহায্যে নমুনাকে গ্যাসীয় দশায় বাহক গ্যাসের [Ar, Ne, N₂, CO₂] সাহায্যে প্রবাহিত করা হয়। [বুঝা যাচ্ছে, নমুনা উদ্বায়ী হতে হবে।] কলামের পৃষ্ঠতলের উপর সেই উচ্চস্ফুটনাংকের তরলের উপর দিয়ে যায়।

(২) তরলটির সাথে যাদের দ্রাব্যতা কম, তারা গ্যাসটির সাথে দ্রুত বের হয়ে আসে। আবার যাদের দ্রাব্যতা বেশি, তারা তরলের সাথে অধিশোষিত হয়। পৃথক করা উপাদান ডিটেক্টরে পৌছে যায়। [থারমাল পরিবাহিতা ডিটেক্টর]

(৩) ডিটেক্টরে মূলত উপাদানগুলো শনাক্ত করা হয় আর উপাদানের ঘনমাত্রা পরিমাপ করে তথ্যকে বৈদ্যুতিক সিগন্যালে রূপান্তর করা হয়, তারপর সময়ের বিপরীতে সিগন্যালের [ক্রোমাটোগ্রাফ] লেখচিত্র তৈরি করা হয়।


এই পদ্ধতিতে বেনজিন আর সাইক্লোহেক্সেনের পৃথকীকরণ খুব সহজ, অথচ পাতন পদ্ধতিতে প্রায় অসম্ভব। আবার গ্যাস তরল ক্রোমাটোগ্রাফি, গ্যাস কঠিন ক্রোমাটোগ্রাফি থেকে বেশ সুবিধাজনক। গ্যাস কঠিনের সময় কঠিন অধিশোষক ব্যবহার করা হয়, বৃহৎ পৃষ্ঠতল বিদ্যমান। তবে, অনেক সময় নমুনা পদার্থটি শোষকের সাথে স্থায়ীভাবে লেগে যায়। যার কারণে গ্যাস কঠিন ক্রোমাটোগ্রাফির ব্যবহার সীমিত। এ পদ্ধতিতে দ্রুততার সাথে নমুনা পদার্থ পৃথক, শনাক্ত আর বিশ্লেষণ করা যায়। তাই ঔষধ বিশ্লেষণ, বিষাক্ত পদার্থ বিশ্লেষণে এর ব্যবহার রয়েছে।


উচ্চতর দক্ষতার তরল ক্রোমাটোগ্রাফি(HPLC)

আগে ছিলো গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি যেখানে সচল দশা ছিলো গ্যাস, এবার হচ্ছে তরল ক্রোমাটোগ্রাফি তবে সচল দশা হচ্ছে তরল। সাথে ‘উচ্চতর দক্ষতা’ একটা লেজ লাগানো। কেমন দক্ষতা? আসলে অনেক, অনেক দক্ষতা। এই উচ্চতর দক্ষতার তরল ক্রোমাটোগ্রাফিতে (HPLC) সর্বনিম্ন ppt মাত্রার বিশ্লেষণ সম্ভব। মানে কত ছোট বুঝতেছ? গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি তত্ত্ব থেকে উচ্চতর দক্ষতার তরল ক্রোমাটোগ্রাফি তৈরি করা তাই গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফির সাথে তার সাদৃশ্য বিদ্যমান।

image

(১) নমুনাকে তরল দশার সাহায্যে কলামের শীর্ষে ইনজেক্ট করা হয়।

(২) চাপ প্রয়োগ করা ছাড়া খুব ধীরে পড়তে থাকে। (minute এ 1cm³) তবে স্থির দশায় অতীব সূক্ষ্ণ কণা থাকায় খুবই সঠিকভাবে পৃথকীকরণ হয়। পাম্প দ্বারা সচল দশা দ্রাবকে ঐ কলামের মধ্য দিয়ে টেনে বের করে আনা হয় যাতে দ্রুত কাজটি সম্পন্ন হয়।

(৩) দ্রাব্যতা, আকার, পরিশোষণ প্রভৃতির উপর ভিত্তি করে উপাদানসমূহ পৃথক হয়। কলামের অপর প্রান্তে অবশেষে আলাদা আলাদা সময়ে উপাদানগুলো ডিটেক্টরে পৌছে। [UV ডিটেক্টর] HPLC রক্তে ভিটামিন D শনাক্তকরণ, ইউরোলজি ঔষধ বিশ্লেষণ, জৈব পদার্থের গুণগত মাত্রা নির্ধারণে ব্যবহৃত হয়।


গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি (GC) আর উচ্চ দক্ষতার তরল ক্রোমাটোগ্রাফি (HPLC) এর তুলনা

প্রথমত, গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফির ক্ষেত্রে সচল দশা গ্যাস আর উচ্চতর দক্ষতার তরল ক্রোমাটোগ্রাফির ক্ষেত্রে সচল দশা তরল।

দ্বিতিয়ত, গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি এর ক্ষেত্রে উদ্বায়ী নমুনার বিশ্লেষণ করা যায়। যেখানে HPLC এর ক্ষেত্রে উদ্বায়ী আর অনুদ্বায়ী উভয় নমুনার বিশ্লেষণ করা যায়।

তৃতীয়ত, গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি তুলনামূলক কম খরচ পরে, মূল্যবান্ধব। অন্যদিক HPLC তুলনামূলক বেশি খরচ পরে।

চতুর্থত, গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফির ডিটেক্টর থারমাল পরিবাহিতা ডিটেক্টর, আর HPLC এর UV ডিটেক্টর।


সঠিক উত্তরটি ক্লিক করো-


তো বন্ধুরা, ক্রোমাটোগ্রাফি পদ্ধতিতে আমরা দক্ষতার সাথে পদার্থ আলাদা করতে পারি। তোমারাও ক্রোমাটোগ্রাফির মতো নিজেদের ভুলগুলো আলাদা করে ফেলো! আজকের জন্য এতোটুকুই।