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二、实验原理
薄层色谱(Thiography,缩写为TLC),又称薄层层析,是快速分离和定性分析微量物质的一种重要的实验技术,具有设备简单、操作方便而快速的特点。
它是将固定相支持物均匀地铺在载玻片上制成薄层板,将样品溶液点加在起点处,置于层析容器中用合适的溶剂展开而达到分离的目的。
可用于精制样品、化合物鉴定、跟踪反应进程和柱色谱的先导(即为柱色谱摸索最佳条件)等方面。
薄层色谱也可以分离较大量的样品(可达几百毫克),特别适用于挥发性较低、或在高温下易发生变化而不能用气相色谱进行分离的化合物。
薄层层析按分离机制不同可分为吸附薄层层析、分配薄层层析、离子交换薄层层析等,最常用的为吸附薄层层析,在此主要讨论。
吸附薄层层析中样品在薄层板上经过连续、反复地被吸附剂吸附及展开剂解吸附过程,由于不同的物质被吸附及被解吸的能力不同,故在薄层板上以不同速度移动而得以分离。
通常用比移值(Rf值)表示物质移动的相对距离,如图247所示:
Rf=色斑最高浓度中心至原点中心的距离a展开剂前沿至原点中心的距离b
图247Rf值计算示意图
1. 起点线2. 展开剂前沿
a.色斑最高浓度中心至原点中心的距离;b.展开剂前沿至原点中心的距离物质的Rf值随化合物的结构、薄层板、吸附剂、展开剂的性质以及温度而变化,但在一定条件下每一种化合物的Rf值都为一个特定的数值。
故在相同条件下分别测定已知和未知化合物的Rf值,再进行对照,即可确定是否为同一物质。
下面介绍薄层色谱的操作规程。
1. 吸附剂的选择
一种合适的吸附剂应该具备的条件是:① 它能够可逆地吸附被层析的物质;② 它不会引起被吸附物质的化学变化;③ 它的粒度大小应该能使展开剂以合适的速率展开。
此外,吸附剂最好是白色或浅色的。
最常用的吸附剂是硅胶和氧化铝,其颗粒的大小对层析速率、分离效果均有明显的影响。
颗粒太大,其总表面积则相对小,吸附量降低,展开速率快,层析后组分的斑点较大,不集中,分离效果不好;反之颗粒太小,层析速度太慢,各组分分不开,效果也不好。
一般干法铺层所用的硅胶和氧化铝颗粒大小为150~200目较合适;湿法铺层则要求200目以上。
① 硅胶:硅胶是无定形多孔物质,略具酸性,适用于酸性和中性物质的分离和分析,薄层色谱用的硅胶分为以下几种:
硅胶H——不含黏合剂;
硅胶G——含黏合剂(煅石膏2CaSO4·H2O),标记G代表石膏(gypsum);
硅胶HF254——含荧光物质,可在波长254nm的紫外光下发出荧光;
硅胶GF254——既含黏合剂,又含荧光剂。
黏合剂除煅石膏外,还有淀粉、聚乙烯醇和羧甲基纤维素钠(CMC)。
使用时,一般配成水溶液。
如羧甲基纤维素钠的质量分数一般为0.1%~0.5%,淀粉的质量分数为5%。
② 氧化铝:氧化铝也分为氧化铝G、氧化铝HF254及氧化铝GF254。
氧化铝的极性比硅胶强,适用于分离极性小的化合物。
2. 薄板的制备和活化
薄板的制备方法有两种:一种是干法制板;另一种是湿法制板。
① 干法制板:一般用氧化铝作吸附剂,涂层时不加水,将氧化铝倒在玻璃板上,取直径均匀的一根玻璃棒,将两头用胶布缠好,在玻璃板上滚压,把吸附剂均匀地铺在玻璃板上。
这种方法简便,展开快,但是样品展开点易扩散,制成的薄板不易保存。
② 湿法制板:是实验室最常用的制板方法。
选用一定规格的玻璃板[1],用肥皂水洗净,用蒸馏水淋洗两次后烘干,用时再用酒精棉球擦除手印至对光平放无斑痕。
在洁净的50mL研钵中加8mL 1%羧甲基纤维素钠的水溶液,然后一边分批放入3g硅胶GF254,一边充分研磨[2],使浆料搅成均匀的糊状。
用吸管或玻璃棒迅速将浆料涂于上述洁净的载玻片上,用食指和拇指拿住玻片,作前后左右摇晃摆动,使流动的硅胶GF254均匀地平铺在载玻片上。
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