Głównymi organami fotosyntetycznymi roślin są liście. W ich strukturze zaznacza się obecność miękiszu asymilacyjnegomiękisz asymilacyjnymiękiszu asymilacyjnego, którego komórki zawierają liczne chloroplastychromoplastchloroplasty. Wewnątrz tych organelli znajdują się barwniki fotosyntetycznebarwniki fotosyntetycznebarwniki fotosyntetyczne, zdolne do absorpcji światła widzialnegoświatło widzialneświatła widzialnego o określonej długości fali. Pochłonięta energia promieniowania słonecznego jest wykorzystywana w procesie fotosyntezyfotosyntezafotosyntezy do produkcji związków organicznych z prostych związków nieorganicznych.

Wśród barwników fotosyntetycznych wyróżnia się barwniki zielone, czyli chlorofile, barwniki żółte i pomarańczowe – karotenoidy, a także barwniki niebieskie i czerwone – fikobiliny. Wykazują one zdolność do pochłaniania promieniowania elektromagnetycznego w zakresie światła widzialnego o określonej długości fali dzięki obecności licznych wiązań podwójnych, które tworzą tzw. układ wiązań sprzężonych.

Chlorofile to różnorodna grupa związków chemicznych, spośród których głównym barwnikiem fotosyntetycznymgłówny barwnik fotosyntetycznygłównym barwnikiem fotosyntetycznym jest chlorofil a. Pozostałe rodzaje chlorofili – b, c oraz d – pełnią funkcję barwników dodatkowychdodatkowy barwnik fotosyntetycznybarwników dodatkowych. W komórkach roślin chlorofil a występuje w ilości od dwu- do trzykrotnie większej niż chlorofil b.

Karotenoidy to różnorodna grupa związków chemicznych będących dodatkowymi barwnikami fotosyntetycznymi. Występują w ilościach od dwu- do sześciokrotnie mniejszych niż chlorofile. U roślin obecne są w chloroplastach i chromoplastachchromoplastchromoplastach.

Fikobiliny to różnorodna grupa związków chemicznych będących dodatkowymi barwnikami fotosyntetycznymi. Występują u sinic i w chloroplastach krasnorostów. Wykazują zabarwienie czerwone, fioletowe lub niebieskie.

Chlorofile i karotenoidy są związkami niepolarnymizwiązek niepolarnyzwiązkami niepolarnymi o właściwościach hydrofobowychhydrofobowośćhydrofobowych. Oznacza to, że źle rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnychzwiązek polarnypolarnych, takich jak woda. W celu ekstrakcji barwników fotosyntetycznych z tkanek liścia należy wykorzystać rozpuszczalniki organiczne, takie jak aceton, etanol czy chloroform. Zróżnicowana budowa barwników fotosyntetycznych umożliwia ich rozdzielenie za pomocą metod chromatografii cieczowejchromatografia cieczowachromatografii cieczowej. Związek bardziej polarny jest lepiej absorbowany przez płytkę chromatograficzną, a związek mniej polarny słabo wiąże się z płytką i wędruje wraz z rozpuszczalnikiem, osadzając się w jej dalszych częściach. Jedynie fikobiliny są barwnikami rozpuszczalnymi w wodzie.

RU0GJxH62F4y9

Ilustracja przedstawia wynik chromatografii. Na szczycie szklanego pojemnika znajduje się pasek bibuły chromatograficznej z narysowaną ołówkiem w dolnej części poziomą linią start. Na linii startu widoczny jest punkt nanoszonego atramentu, a powyżej ślad przesuwania się poszczególnych barwników wchodzących w skład atramentu. Najniżej znajduje się plama w kolorze zielonym, następnie w kolorze niebieskim, różowym czerwonym, pomarańczowym i żółtym.

R1bmB6GOwP2cN1

Ilustracja przedstawia wynik chromatografii bibułowej. W dolnej części narysowana jest ołówkiem pozioma linia startu, na której widoczne są punkty nanoszonego ekstraktu. Powyżej widoczny jest ślad przesuwania się poszczególnych składników mieszaniny przypominający smugę. Im wyżej tym smuga staje się węższa i mniej widoczna.

W warunkach szkolnych najczęściej wykorzystywana jest chromatografia bibułowa, w której stosowana jest bibuła filtracyjna.

Przy dolnej krawędzi bibuły należy narysować poziomą kreskę – linię startu (najlepiej ołówkiem, ponieważ marker albo długopis może się rozpuścić). Substancję, którą chcemy rozdzielić, nakrapia się punktowo na środek narysowanej kreski. Następnie bibułę umieszcza się w komorze chromatograficznej, tak by jej dolna część była zanurzona na kilka centymetrów w roztworze rozwijającym. Dzięki siłom kapilarnym roztwór rozwijający stopniowo wznosi się po bibule, ciągnąc za sobą z różną prędkością związki chemiczne tworzące analizowaną mieszaninę. Gdy rozpuszczalnik dotrze do górnej krawędzi bibuły, rozdział jest zakończony.

Ten etap analizy nazywany jest rozwijaniem chromatogramu. Dzięki różnicy prędkości wędrówki rozdzielanych związków chemicznych w momencie zakończenia analizy znajdują się one na bibule na różnych wysokościach.

Słownik