省部重点实验室
第1楼2012/05/05
第三节 薄层色谱简述
早在1938年依斯迈洛夫(Izmailov)等人在试图将柱色谱的管柱内径缩小到1毫米,从而建立一种“微柱色谱”的工作失败以后,考虑到一种开放式的微柱色谱法。这种方法是在涂有氧化铝薄层的玻璃板上分离药用植物提取液内的生物碱。当时仅用几滴样品溶液,因此称之为“点滴色谱”。继后,人们用这一方法成功地进行了萜、烯等植物挥发油的分离,这一方法才有所发展,被称为“带色谱法”或“板色谱法”。
五十年代初,克尔希内(Kirehner)发展了依斯迈洛夫的方法,[7]但目前广泛使用遥薄层色谱技术,应归功于斯塔尔的工作。他在研究植物细胞组成的过程中,探索了高灵敏度的微量分离方法,详细地研究了以往的微量色谱技术,并将依斯迈洛夫提出的色谱方法中的仪器、吸附剂以及操作条件等标准化,使这一方法进一步发展成为一种新的色谱分析技术。斯塔尔称这种方法为“薄层色谱法”(简称TLC)。
薄层色谱实际上是柱色谱的一种改良,薄层板可以认为是一个开放的色谱柱。但就技术操作来看,又很类似纸色谱。其操作方法概述如下:
先制备薄层板,即在大小适当的玻璃板上,均匀涂上吸附剂,厚度在一毫米以内,然后在距底边1。5厘米处点上样品溶液,形成一个小点,称为“原点”。再将薄层板置于盛有动相溶剂的玻缸内(此溶剂称为“展开溶剂”,玻缸称为“展开槽”)。当溶剂沿薄层扩散到距原点以上一定距离时(一般10—12厘米),取出薄层板,记录展开溶剂扩展前沿距原点的距离A。然后用喷洒显色试剂或紫外光线照射的方法使被分离的化合物显色,此过程称为“显谱”。观察并记录所显斑点的中心距原点的距离。斑点在薄层板上的位置通常用比移值(Rf)表示。Rf值为斑点中心距原点的距离与溶剂展开前沿距原点距离的比值
:
斑点中心至原点的距离
Rf=───── ─────
溶剂前沿至原点的距离
Rf值是与物质在两相中分配系数相关的数值,因此,在特定条件下为一常数。不同的物质由于在特定色谱条件下的两相间分配系数的差异,而有着不同的Rf值,这样就达到薄层色谱分离的目的。
根据薄层色谱所使用的静相物质的性质,可将薄层色谱分为以下几类:
(1)吸附薄层色谱
(2)分配薄层色谱
(3)离子交换薄层色谱
(4)凝胶过滤薄层色谱
目前由于薄层色谱不断地发展,这一微量分离技术已显示出比纸色谱法更具有应用价值。其特点如下:
(1)混合物展开分离迅速。一般展开一次约在15—60分钟,而纸色谱多在几小时至十几小时,因此薄层色谱法更适于快速鉴定。
(2)分离效能比纸色谱好。由于展开距离比较短,因此斑点比较致密。
(3)样品溶液需要量少。一般为1微升至几十微升。
(4)操作简便。不需要特殊昂贵而又复杂的仪器,便于普及。
(5)灵敏度高。与纸色谱比较,其灵敏度约高10—100倍。
(6)受温度变化影响不大。因展开时间较短,不象纸色谱难于控制温度。
(7)可以使用强腐蚀性的显色剂。因静相物质多为隋性无机化合物,所以可以使用浓硫酸、浓硝酸、氢氧化钠等强腐蚀性显色试剂。这是纸色谱法所不及的。
(8)薄层色谱的分离容量较纸色谱为大,因此用作微量物质分离的制备色谱,较纸色谱为好。
(9)可以作为一种纯化手段,与气相色谱、红外分光光度等方法联用。
薄层色谱虽然有以上优点,并在色谱分析领域内构成了独特的一个分支。但事物总是一分为二的,薄层色谱也有不足之处。首先,限于操作条件,标准化不易严格控制,因此薄层色谱中Rf值重现性不够理想;其次由于薄层板的脆弱性,色谱不易保存;其三挥发性物质及高分子量化合物的应用上还存在着一定的问题等。因此,必须全面、正确地估价这一技术方法。表1—1是各种色谱分析技术在各方面的比较,供参考。