تصنيف الطرق التحليلية في الكيمياء والتحكم بالجودة
تلعب الطرق التحليلية دورًا محوريًا في تحديد وتقدير وفهم مكونات المواد في مجالات الصيدلة والكيمياء والرقابة على الجودة. وتُقسم هذه الطرق إلى ثلاثة أنواع رئيسية: الطرق الكيميائية، الطرق الآلية (الأدواتية)، والطرق غير الآلية (البيولوجية/الميكروبيولوجية).
أولاً: الطرق الكيميائية (Chemical Methods)
وهي الطرق التقليدية اليدوية المعتمدة على التفاعلات الكيميائية وتشمل:
- التحليل الحجمي (Volumetric Analysis)
يعتمد على قياس حجم الكاشف المضاف حتى يتم التفاعل الكامل مع المادة المحللة. تشمل أنواعه:
المعايرة الحمضية-القاعدية: تعتمد على تعادل الأحماض والقواعد باستخدام مؤشرات.
المعايرة التأكسدية-الاختزالية: تفاعلات الأكسدة والاختزال باستخدام مركبات مثل KMnO₄ واليود.
المعايرة الترسيبية: تعتمد على تكوين راسب (مثل طريقة موهر).
المعايرة المعقدة (Complexometric): للكشف عن أيونات المعادن باستخدام EDTA.
المعايرة في وسط غير مائي: لتحليل الأحماض أو القواعد الضعيفة في مذيب غير مائي.
- التحليل الوزني (Gravimetric Analysis)
يتم فيه تحويل المادة المحللة إلى مركب صلب ثابت ثم يُوزن لتحديد كميتها.
ثانيًا: الطرق الأدواتية (Instrumental Methods)
تعتمد هذه الطرق على استخدام أجهزة لقياس الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية بدقة وحساسية وسرعة. وتنقسم إلى:
- التقنيات الطيفية (Spectroscopic Techniques)
تعتمد على تفاعل المادة مع الإشعاع الكهرومغناطيسي:
UV-Visible: لقياس الامتصاص في المنطقة فوق البنفسجية والمرئية.
IR: للكشف عن الاهتزازات الجزيئية وتحديد المجموعات الوظيفية.
Raman: تشتت الضوء لتحديد البصمة الجزيئية.
الكتلة (MS): لقياس نسبة الكتلة إلى الشحنة.
NMR: تحليل نوى ذرات الهيدروجين والكربون في الحقول المغناطيسية.
الفلورة باللهب: للكشف عن عناصر مثل Na وK وCa.
AAS: لقياس العناصر المعدنية النادرة مثل Pb وZn.
X-ray: لتحليل التركيب البلوري والمعادن.
- تقنيات الكروماتوغرافيا (Chromatographic Techniques)
تُستخدم لفصل مكونات الخليط بناءً على حركتها النسبية:
الكروماتوغرافيا الورقية (Paper)
الكروماتوغرافيا بطبقة رقيقة (TLC)
الكروماتوغرافيا السائلة ذات الضغط العالي (HPLC)
الكروماتوغرافيا الغازية (GC) للمركبات المتطايرة.
- الطرق التحليلية الكهربائية (Electroanalytical Techniques)
تعتمد على قياس الإشارات الكهربائية:
الجهدية (Potentiometry) مثل قياس pH.
التوصيلية (Conductometry)
الأمبيرومترية (Amperometry)
البلاروغرافية (Polarography)
القياس بالشحنة (Coulometry)
التحليل الكهربائي الوزني (Electrogravimetry)
- التقنيات المدمجة (Hyphenated Techniques)
تجمع بين تقنيات الفصل والكشف لزيادة الدقة مثل:
GC-MS، LC-MS، LC-NMR، وغيرها.
- تقنيات أخرى متنوعة (Miscellaneous Techniques)
مخصصة لتحليلات خاصة مثل:
كالداهل (Kjeldahl) لتقدير النيتروجين في البروتينات.
RIA لتحليل الهرمونات والأدوية باستخدام النظائر المشعة.
كاشف كارل فيشر لتحديد محتوى الماء.
TGA/DSC لتحديد السلوك الحراري.
ثالثًا: الطرق غير الأدواتية (Non-Instrumental Methods)
غالبًا ما تكون بيولوجية أو ميكروبيولوجية بسيطة:
- الطرق البيولوجية
تعتمد على ملاحظة تأثير المادة على الأنسجة أو الكائنات الحية:
الطرق المختبرية (In-vitro): تجارب خارج الجسم (أنابيب اختبار).
الدراسات الحيوانية: لاختبار السمية أو الفعالية. - التحاليل الميكروبيولوجية
الاختبارات الميكروبيولوجية: مثل تحديد فعالية المضادات الحيوية عن طريق قياس مناطق تثبيط نمو الميكروبات.
يعد فهم وتصنيف الطرق التحليلية أمرًا أساسيًا في مجالات متعددة، حيث يتيح اختيار الأسلوب المناسب لضمان دقة النتائج وسلامة المنتجات. سواء كنت تعمل في مجال الأدوية أو الغذاء أو البيئة، فإن إتقان هذه الطرق يمثل حجر الأساس في مراقبة الجودة والتحليل الكيميائي والبيولوجي.