Att separera

Extraktion av fast material

När vi kokar te eller kaffe så gör vi ett växtextrakt – man gör ett utdrag som innehåller en mängd olika kemiska substanser. Olika ämnen löser sig på olika sätt i olika lösningsmedel. Fett och olja löser sig i bensin och fotogen medan socker och salt löser sig i vatten. Vissa lösningsmedel kan lösa både fettlösliga och vattenlösliga substanser.

Vätske-vätske-extraktion

Om man har en burk i vilken man häller bensin och vatten får man två faser – en vattenfas och en organisk fas (fettlöslig), som inte blandar sig. Om en substans är löst i den ena fasen kommer den att fördelas på visst sätt mellan vattenfasen och den organiska fasen. Den fördelningen beror på substansens polaritet. Är substansen fettlöslig hamnar den i organiska fasen och på samma sätt hamnar en vattenlöslig i vattenfasen. En del substanser fördelas mellan vattenfasen och den organiska fasen.

Superkritisk extraktion

Under synnerligen extrema förhållanden, t.ex. speciella tryck eller temperaturer, kan man extraher med vätskor som normalt är gaser. När extraktet återgår till normala förhållanden förgasas lösningsmedlet och kvar har man ett torrt extrakt.

Precipitering

Om ämnena i en lösning är lösta eller inte beror bl a på mängden lösningsmedel. Lösligheten påverkas även av temperaturen. Därför är det lättare att lösa socker i varmt vatten än i kallt. När lösligheten minskar börjar ämnet "falla ut", som fasta partiklar, dvs en fällning eller ett precipitat. Det kan ske genom att man minskar mängden lösningsmedel, dvs koncentrerar extraktet, eller att temperaturen sjunker, t.ex. varm sockerlag kallnar och socker börjar falla ut. Precipitatet kan antingen vara oordnat eller i ordnad form som kristaller. Beroende på de i extraktet förekommande substansernas koncentrationer och kemiska egenskaper kan precipitatet bestå av blandningar eller en ren substans, dvs bara en viss substans faller ut.

Kromatografering

En mer avancerad form att separera ämnen är kromatografi. Namnet kommer från grekiskans chromo som betyder färg. De första substanser som separerades var färgade och man kunde därför med blotta ögat se att färgerna skildes åt. Ett roligt experiment är att skilja färgerna i en tuschpenna åt. Man har en fast fas och en mobilfas. Enkelt uttryckt har man en platta eller ett rör – kolonn – med den fasta fasen, som mobilfasen sedan får rinna igenom. Olika ämnen binder olika till den fasta fasen eller mobilfasen och rör sig därför olika fort genom kolonnen. Ämnen som binder mest till mobilfasen kommer snabbast igenom kolonnen medan de som binder till den fasta fasen fördröjs.

Olika substanser kommer därför ut olika snabbt ur kolonnen beroende på valet av mobilfas och fastfas. Den fasta fasens påverkan bestämmer vilken typ av kromatografi det är frågan om.

Gelfiltrering

Separerar ämnen beroende på deras storleksskillnader. Stora molekyler kommer ut först eftersom de passerar mellan partiklarna medan små molekyler "irrar" sig in i partiklarna och därför blir försenade.

Jonbytare

Separerar substanser beroende på om de är positivt eller negativt laddade molekyler. När man använder jonbytare så finns det bara två lägen, antingen fastnar substansen eller också inte. Fastnar den kan man lösgöra den genom att skölja med sura eller basiska lösningar, dvs laddade lösningar.

Adsorption

Olika substanser har olika attraktion till den fasta fasen och vätskefasen, som gör att fett- eller vattenlösliga substanser rör sig olika fort. I normalfaskromatografi rör sig fettlösliga substanser snabbare än vattenlösliga medan i omvändfas så rör sig de vattenlösliga substanserna snabbast.

Elektrofores

Precis som i jonbytaren så separeras substanserna beroende på deras laddning. Men i denna metod lägger man en kemisk spänning över den fasta fasen och styrkan av substansens elektriska laddning avgör hur mycket substanserna vandrar.

Forskning kring och användning av dessa tekniker sker vid många olika institutioner vid Farmaceutiska fakulteten, främst Institutionen för Läkemedelskemi.