薄层色谱法基础知识
薄层色谱法(TLC)是将固定相涂布在玻璃、塑料或铝基片上,点样后使用展开剂推动样品在薄层上分离,进而分析样品组成的方法。
薄层色谱法利用各成分对吸附剂吸附能力的不同从而达到分离的效果。
在展开剂流经固定相时,样品反复进行吸附-解吸附的过程。
样品对固定相的吸附能力大多与样品的极性有关。
比移值(Rf):斑点移动距离与溶剂移动距离的比值。
比移值应在0.2-0.8之间
影响比移值的因素:薄层厚度、展开方式、展开溶剂、温度、湿度等
根据比移值难以进行定性,常通过标准对照法,在同一块薄层板上使用标准品测得标准品与样品的比移值,若其相等,则认为样品与标准品为同一物质。
薄层色谱的种类
根据固定相的支持物不同,分为:
薄层吸附色谱(吸附剂)、薄层分配色谱(纤维素)、薄层离子交换色谱(离子交换剂)、薄层凝胶色谱(分子筛凝胶)等
实验中常使用薄层吸附色谱
常见规格:5cmx20cm、10cmx20cm、20cmx20cm
常用吸附剂:硅胶G、硅胶GF254、硅胶H、硅胶HF254
其他吸附剂:硅藻土、硅藻土G、氧化铝、氧化铝G、微晶纤维素、微晶纤维素F254等
吸附剂颗粒粒径:510-40um
涂布方式:有粘合剂、无粘合剂
常用粘合剂:
10%-15%煅石膏(CaSO4·2 H20在140℃烘4h),混匀后加水使用
羧甲基纤维素钠(0.5%-0.7%)适量,调成糊状使用
点样方法
手动点样:微量毛细管、微量注射器(灵活方便)
自动点样:半自动点样仪、全自动点样仪(常用于薄层扫描法含量测定)
显色剂
硫酸溶液(硫酸:水=1:1或硫酸:乙醇=1:1)、0.5%碘的三氯甲烷溶液、中兴0.05%高锰酸钾溶液、碱性高锰酸钾溶液
专属显色剂:茴香醛硫酸溶液(甾苷类)、磷钼酸溶液(萜类)、FeCl3(酚类)等
常用薄层色谱法
薄层扫描法(TLC)高效薄层色谱(HPTLC)、制备薄层色谱(PLC)、反相薄层色谱(RP-TLC)、微乳薄层色谱(METLC)、二维薄层色谱(2D-TLC)、加压薄层色谱(OPLC)、离心薄层色谱(RPC)、薄层色谱联用技术
薄层扫描法
薄层色谱分离后,使用仪器测量透过斑点或被斑点反射的光束强度变化来进行定量分析。
常用于分析样品中某一成分的含量。
由于其准确性和重现性与高效薄层色谱相比较差,后续可能会被高效薄层色谱逐步替代。
高效薄层色谱
特点:
吸附剂颗粒小(3-8um),可用喷雾法喷在薄板上制成
展开方式多,直线展开、圆心式展开、向心式展开
容量大:一块板可分离40多个样品
可结合其他检测技术联用,灵敏度和可靠性接近高效液相色谱
制备薄层色谱
因其薄层板较大,俗称为“跑大板”
常用于分离1-1000mg的样品,载样量>1mg/g(样品/吸附剂)
厚度较厚(通常厚度为0.5-2mm)
通常采用毛细作用展开,也可以压力展开(或强迫流动展开)
由于颗粒大以及样品超载,分离效果较分析薄层较差
注意:
使用的展开剂在展开分析薄层板时,至少保证0.1Rf的分离度
厚度控制在1.5-1.0mm(超过1.5mm则分离效果下降)
展开距离不能超过20cm
上样方式:微量吸管法、融污斑点法、接触加样法、热微量转移技术、滤纸移样法
反相薄层色谱法
固定相通常是化学键合相,如羟基键合十八烷基的硅胶
主要用于分离化学成分复杂的样品
也可以用来摸索高效液相色谱的分离条件
微乳薄层色谱法
微乳是由油相、水相、表面活性剂、助表面活性剂在适当的比例下自发形成的一种透明或半透明、低粘度、各相同性且热力学性质稳定的油水混合体系。
一般由表面活性剂和助表面活性剂共同起稳定作用。
胶束色谱理论认为,当流动相中存在胶束及两性表面活性剂,展开体系具有增溶、降低界面张力作用,并且因静电、疏水、立体、萃取与反萃取等效应,使其具有独特的选择性,适用于分离差别细微的物质。
微乳与胶束皆属缔合体,均为无色透明、低黏度的热力学稳定体系,但微乳与胶束相比,具有更大的增溶量,因而更有利于对待测组分进行分离鉴定。
展开剂常用:十二烷基礦酸钠(SDS)-正丁醇-正庚烧-水微乳液体系
二维薄层色谱
特别适用于常规一维薄层色谱不能分离的多组分复杂的混合物
常用的二维薄层色谱主要有三种:单固定相二维色谱、双固定相二维色谱以及二维移植色谱。
单固定相二维薄层色谱
即薄层板只有一种固定相涂层。
样品在薄层板的一角点状点样,在第一个方向上展开
晾干之后,旋转90°,在第二个方向再次展开。
一般选择中等极性的固定相,并在两个方向上使用不同的溶剂系统
即两个维度分别为正相展开系统和反相展开系统。
较少采用在两个维度上都使用相同的展开系统
原因:只是相当于延长了展距,对分离效果并无明显的提升
为避免第一维所使用的展开剂对固定相造成的影响,在两次展开之间要去除流动相。
若第一维展开剂中含水,则干燥过程将十分耗时,且很难控制薄层板的含水量
建议将含水展开剂放在第二维,以确保方法的重现性。
双固定相二维薄层色谱
薄层板铺有两种不同的固定相涂层,一种涂层为一窄条带,薄层板的剩余空间铺满另一种涂层。
样品在条带涂层的一端点状点样,在第一个方向上展开
晾干之后,旋转90°,在第二种涂层上进行展开。
第一维固定相还能起到预浓缩的作用,使第二维展开的条带更细,展开结果更为美观。
二维移植薄层色谱
与双固定相二维色谱的相同点:在第一维的固定相展开之后,旋转90°,将样品在另一种固定相上进行展开
不同点:两种固定相是相互独立的,样品从第一相到第二相的转移是通过将两块薄层板面对面放置,部分重合后用夹子固定住,利用洗脱能力较强的展开剂将样品从第一维固定相中推至第二维固定相中。
二维移植色谱可实现多个样品同时展开,只需在第一维展开时将样品并列点在同一块薄层板上,展开过程结束之后沿着展开方向将薄层板裁成狭窄条带,下一步分别转移至各自的相同或不同的第二维固定相进行展开即可。
有更为广泛的固定相类型可供选择,可在不同的分离维度上选择不同的固定相进行组合
加压薄层色谱
依靠加压泵将展开剂直接泵入薄层板中,并通过泵来调节展开剂的流速。
分析方式主要有:
1、离线点样-分离-离线扫描,可同时分析多个样品
2、高线点样-分离-在线检测,可以和紫外等检测器连接测定连续洗脱后的展开剂
3、在线进样-分离-离线扫描,与进样器连接,直接在线进样分离后取出薄层板检测,每次只能分析一个样品
4、在线进样-分离-在线检测,与高效液相色谱法相似。可根据试验需要选择不同分析方法。
离心薄层色谱
通过高速旋转产生的离心力加速展开剂的运动
主要特点:分离量大、分离速度快、分离性能好、操作简单、成本低等
薄层色谱联用技术
该方法特别是高效薄层色谱联用技术由于有自己特殊的优势,如:
适应性强、得到的干扰信息少、检测后已经分离开的样品很容易回收等
包括:
薄层色谱或高效薄层色谱与高效液相色谱联用
薄层色谱-质谱联用
薄层色谱与拉曼光谱联用
薄层色谱-质谱联用技术接口技术包括:
提纯直接引入法、热蒸发法特殊洗脱技术和毛细管技术等