Papierchromatographie, schichtchromatographische Methode zur Trennung kleiner Substanzmengen. Die P. ist eine Verteilungschromatographie; als stationäre Phase dient der auf Filtrierpapierstreifen befindliche Wasserfilm, als mobile Phase verwendet man organische Lösungsmittel bzw. deren Gemische (Lauf- oder Fließmittel). Als Laufmittel verwendet man gereinigte organische Lösungsmittel, die unbegrenzt oder begrenzt mit Wasser mischbar sind, sowie spezielle Pufferlösungen. Als Standardlaufmittelgemische dienen Butanol/Eisessig/Wasser, Phenol/Wasser oder Pyridin/ Butanol/Wasser. Für ein zu trennendes Substanzgemisch ist das Laufmittel am geeignetsten, das eine möglichst weit auseinanderliegende Lage der einzelnen Substanzflecke ergibt.

Die Entwicklung der Chromatogramme erfolgt in geschlossenen Gefäßen, die mit Lösungsmitteldämpfen gesättigt sind und einen konstanten Wassergehalt des Papiers garantieren. Die zu trennenden Substanzmengen liegen im Bereich von 5 bis 50 μg und werden in 0,1- bis 1%igen wäßrigen Lösungen oder im Laufmittel gelöst auf einer Startlinie dosiert. Der Durchmesser des Startflecks soll nicht größer als 0,5 mm sein. Nach einer längeren Laufzeit (30 Min. bis 3 Std.) erhält man Substanzflecke, die in unterschiedlicher Entfernung von der Startlinie sichtbar sind oder sichtbar gemacht werden können.

Technik. Je nach Richtung des Laufmittels unterscheidet man aufsteigende, absteigende und horizontale P. (Abb.). Bei der aufsteigenden P. befindet sich der Startfleck über der Oberfläche des Laufmittels, das durch Kapillarwirkung des Papiers bis zu einer Steighöhe von etwa 30 cm steigen kann. Bei der absteigenden P. hängt der Papierstreifen aus einem Lösungsmitteltrog nach unten heraus, der Startfleck befindet sich unterhalb des Laufmittelgefäßes. Das Laufmittel fließt durch Einwirkung der Schwerkraft, und die Chromatogrammstreifen können beliebig lang sein. Bei der horizontalen P. fließt das Laufmittel unter Einwirkung der Papierkapillarität in der Papierebene. Diese Entwicklungsart wird vorwiegend als Rundfilter- oder Zirkularmethode betrieben. Das zu trennende Substanzgemisch wird kreisförmig um ein Zentrum aufgetragen (Startlinie), die Zuführung des Laufmittels erfolgt von der Mitte des Kreises. Die Laufmittelfront und die Substanzen breiten sich annähernd kreisförmig aus. Vorteile der Rundfiltermethode sind schnellere Laufzeiten und höhere Trennschärfe. Eine Modifizierung dieser Methode ist die Formgebungsentwicklung, bei der Keilstreifen nach der aufsteigenden Methode entwickelt werden. Sie stellen Ausschnitte aus einem Rundfilter dar und ergeben anstelle der Substanzflecke Kreissektoren. Neben der Einfachentwicklung kann man die Entwicklungsmethoden der P. auch als Durchlaufentwicklung durchführen. Durch Kombination geeigneter Laufmittel sowie Stufen-, Mehrfach- oder zweidimensionale Entwicklung lassen sich wesentliche Verbesserungen von Trennungen erzielen.

Chromatographiepapiere werden aus Baumwollcellulose hergestellt. Sie haben eine Faserrichtung und unterscheiden sich in Saugfähigkeit, Papierdicke und -masse.

Papierchromatographie. Abb.: Entwicklungsarten.

Auswertung. Der Nachweis der getrennten Verbindungen erfolgt durch ihre Eigenfarbe, farblose Substanzen werden durch Aufsprühen geeigneter Reagenzien sichtbar gemacht. So lassen sich z. B. Aminosäuren, Peptide oder Amine mit Ninhydrin, reduzierende Zucker mit Silbernitrat/Ammoniak, organische Säuren durch Säure-Base-Indikatoren sowie Phenole mit diazotierter Sulfanilsäure nachweisen. Die Lokalisierung der getrennten Komponenten kann auch durch Betrachtung im UV-Licht erfolgen (Fluoreszenz oder Fluoreszenzlöschung).

Grundlage der qualitativen Auswertung sind die unterschiedlichen Wanderungsgeschwindigkeiten der Verbindungen in bestimmten Laufmitteln. Zur Bezeichnung der Lage einer Substanz auf dem Chromatogramm verwendet man den R_F-Wert (engl. retention value factor, auch ratio to the front) als den Quotienten aus der Entfernung des Substanzflecks vom Startpunkt und der Entfernung zwischen Laufmittelfront und Startpunkt. Zur Vereinfachung und Vereinheitlichung gibt man heute meist hR_F-Werte an (= R_F·100). Bei fehlender Lösungsmittelfront (Durchlaufchromatogramm) läßt man eine Vergleichssubstanz X mitlaufen. Der Quotient aus der Laufstrecke der unbekannten Substanz und der der Vergleichssubstanz wird als R_x-Wert (oder auch als R_St-Wert: engl. ratio standard) bezeichnet.

Zur quantitativen Auswertung bedient man sich der Beziehung zwischen Fleckgröße und Konzentration. Sie erfolgt durch Vergleich auf dem Papier, photometrisch sowie nach Extraktion der Flecke durch Extinktionsmessung.