קיימות שיטות כרומטוגרפיה שונות המבוססות על עקרון דומה של תנועת התערובת הנבדקת על גבי ג'ל, נייר או כל תווך אחר המעורר הפרדות של חומרי היסוד.

שמה של הכרומטוגרפיה נגזר מהמילים כרומו (צבע) וכן גרפיה (כתיבה). השיטה פותחה על ידי הבוטנאי הרוסי מיכאיל צבת במאה ה 19 כשהלה חקר את הכלורופיל האחראי לצבעם הירוק של הצמחים.

עיקרון פעולה

שיטות הכרומטוגרפיה השונות פועלות על פי עקרון משותף של הפרדת מרכיבי היסוד של תערובת הנעים (פאזה נעה) על גבי תווך כלשהו (פאזה נחה) מצב המעורר אינטראקציה כימית בין החומרים לתווך. אלה נפרדים על פי שיעור הנדידה (RF) הנגזר ממשקלם הסגולי, גודלם, מטענם החשמלי או כל פרמטר אחר הנבחן. שיעור הנדידה נקבע על פי עוצמת האינטראקציות של מרכיבי היסוד עם הפאזה הנחה. חומרים בעלי קשרים חלשים ינועו לאט ואחרים בעלי קשרים חזקים ינועו מהר יותר.

פאזה נחה – מוצק שעליו נעה התערובת הנבדקת. זה יכול להיות פס נייר, משטח פלסטיק, שפופרת הממולאת בג'ל וכו'.

פאזה נעה – מדובר בתערובת הנבדקת או ממס המניע את התערובת על גבי התווך הנח. התערובת נדרשת להיות בעלת כושר זרימה כנוזל או גז. לכן, כשמדובר במוצק, התערובת עוברת המסה בנוזל או גז.

תוצאות האנליזה

• אנליזה פשוטה – הדרך הקלה והפשוטה לבצע אנליזת חומרים היא פשוט בעין. כשיש הבדל בצבעם של החומרים תתקבל מעין מריחה של צבעים וזאת על פי קצב התנועה שלהם על גבי התווך הנייח.
• אנליזה לחומרים חסרי צבע – הוספת צבענים המגיבים למרכיבי התערובת טרם ההפרדה, לרבות צבענים אולטרה סגוליים וחשיפת התוצאה לתאורת UV.
• אנליזה מתקדמת – במערכות כרומטוגרפיה מתקדמות נעשה שימוש בחיישנים אלקטרוניים משוכללים הממוקמים בקצה הקולונה ומאותתים על מהירות הגעת החומרים ליעד.

קיימות מספר שיטות כרומטוגרפיות עיקריות:

כרומטוגרפיות משטח

כרומטוגרפית נייר וכן כרומטוגרפיה ברובד דק (TLC) המדויקת יותר. בכרומטוגרפיה זאת עושים שימוש במשטח נייר, פלסטיק, זכוכית או אלומיניום הטבול במים או אתנול (פאזה נעה). כשהנוזל מטפס למעלה בכוח הנימיות הוא מושך איתו למעלה את החומר הנבדק. מרכיבי התערובת הנבדקת נגררים כל אחד על פי מהירותו וזאת על פי ערכי שיעור הנדידה המוכרים בספרות המקצועית. שיטות כרומטוגרפיה אלה נפוצות בכימיה אורגנית בעיקר לבדיקה ראשונית וכן לצורך בדיקת רמת הניקיון של החומר.

כרומטוגרפיות קולונה

הפרדה לפי גודל – בכדי להגיע לרמות דיוק ברמת המולקולה נדרשת בדיקה יותר מעמיקה מזאת שמציעה כרומטוגרפיית משטח. לכאן נכנסת טכנולוגית ה SEC  להפרדה מולקולרית על נפחים בממס. הדבר נעשה באמצעות תנועת המומס הנבדק בג'ל העשוי מחרוזים מחורצים וזעירים בעלי קטרים שונים, זאת על גבי ממס מניע. ככל שהמולקולה גדולה יותר תנועתה בג'ל תהיה איטית יותר ותופיע בנפחי אילוציה (ממס מניע) נמוכים יותר. יתרון השיטה בגמישותה, הכימאי יכול לבחור בין מגוון של ממסים ולהימנע מהשפעה כימית לא רצויה ביניהם ובין החומר הנבדק. השיטה משמשת לאנליזה וטיהור של חומרים שונים כמו חלבונים ופוליסכרידים ומהווה בדרך כלל רק חלק מתהליך הניקוי שבו נכנסות שיטות טיהור נוספות.

כרומטוגרפית זיקה – שיטה זאת פועלת על פי עיקרון דומה ל SEC כשפה הסינון נעשה על ידי אנזימים, קולטנים וליגנדים ספציפיים המתאימים לאינטראקציות ביולוגיות בעיקר בחלבונים. פה קשורים לחרוזים (בידים) חומרים בעלי זיקה רצויה. בשיטה זאת אנו מצפים שהחומר הרצוי יישאר בחרוזים והשאר יישטף עם הממס בתחתית הקולונה.

כרומטוגרפית חילוף יונים – השיטה פועלת על אותו עיקרון כמו כרומטוגרפית זיקה והפעם מקושרים לבידים חלקיקים טעונים יונית.

כרומטוגרפיית גז

השיטה מוכרת בשמהHPLC  ומובילה לביצוע אנליזה לחומרים. בשיטה זאת התערובת מומסת ומוזרקת בלחץ גבוה בתוך עמודה או נים (קפילר). פה ההפרדה נעשית בשל שוני בערכי הקוטביות של החומרים השונים (כמו חומרים הידרופיליים והידרופוביים) כשאלה מזוהים על ידי גלאי בקצה העמודה.