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薄層色譜,或稱薄層層析(thin-layer chromatography),是以涂布于扶助板上的扶助物動(dòng)作恒定相,以符合的溶劑為震動(dòng)相,對(duì)攙和樣本舉行辨別、審定和定量的一種層析辨別本領(lǐng)。這是一種趕快辨別諸如脂肪酸、類固醇、氨基酸酸、核苷酸、底棲生物堿及其余多種物資的更加靈驗(yàn)的層析本領(lǐng),從50歲月興盛起來(lái)于今,仍被普遍沿用。
一、基礎(chǔ)道理
薄層層析是把扶助物平均涂布于扶助板(常用玻璃板,也可用的確良布等)上產(chǎn)生薄層,而后用相映的溶劑舉行打開(kāi)。薄層層析可按照動(dòng)作恒定相的扶助物各別,分為薄層吸附層析(吸附劑)、薄層調(diào)配層析(纖維素)、薄層離子調(diào)換層析(離子調(diào)換劑)、薄層凝膠層析(分子篩凝膠)等。普遍試驗(yàn)中運(yùn)用較多的是以吸附劑為恒定相的薄層吸附層析。
吸附是外表的一個(gè)要害本質(zhì)。任何兩個(gè)相都不妨產(chǎn)生外表,吸附即是個(gè)中一個(gè)相的物資或融化于個(gè)中的溶質(zhì)在此外表上的聚集局面。在液體與氣體之間、液體與液體之間、吸附液體與氣體之間的外表上,都大概爆發(fā)吸附局面。
物資分子之以是能在液體外表中斷,這是由于液體外表的分子(離子或亞原子)和液體里面分子所受的吸吸力不十分。在液體里面,分子之間彼此效率的力是對(duì)稱的,其力場(chǎng)彼此對(duì)消。而居于液體外表的分子所受的力是不對(duì)稱的,向內(nèi)的部分遭到液體里面分子的作使勁大,而外表層所受的作使勁小,所以氣體或溶質(zhì)分子在疏通中遇到液體外表時(shí)遭到這種結(jié)余力的感化,就會(huì)被招引而停留住來(lái)。吸附進(jìn)程是可逆的,被吸附物在確定前提下不妨解吸出來(lái)。在單元功夫內(nèi)被吸附于吸附劑的某一外表積上的分子和同一單元功夫內(nèi)擺脫此外表的分子之間不妨創(chuàng)造動(dòng)靜平穩(wěn),稱為吸附平穩(wěn)。吸附層析進(jìn)程即是連接地爆發(fā)平穩(wěn)與不平穩(wěn)、吸附與解吸的動(dòng)靜平穩(wěn)進(jìn)程。
比方用硅膠和氧化鐵作扶助劑,其重要道理是吸附力與調(diào)配系數(shù)的各別,使攙和物得以辨別。當(dāng)溶劑沿著吸附劑挪動(dòng)時(shí),帶著樣本中的各組分一道挪動(dòng),同聲爆發(fā)貫串吸附與解吸效率以及重復(fù)調(diào)配效率。因?yàn)楦鹘M分在溶劑中的融化度各別,以及吸附劑對(duì)它們的吸附本領(lǐng)的分別,最后將攙和物辨別成一系列雀斑。如動(dòng)作規(guī)范的復(fù)合物在層析薄板上一道打開(kāi),則不妨按照那些已知復(fù)合物的Rf值(反面引見(jiàn)Rf值)對(duì)各雀斑的組分舉行審定,同聲也不妨進(jìn)一步沿用某些本領(lǐng)加以定量。
薄層層析有很多便宜:它維持了操縱簡(jiǎn)單、擺設(shè)大略、顯色簡(jiǎn)單等特性,同聲打開(kāi)速度快,普遍僅需15~20秒鐘;攙和物易辨別,辨別力普遍比往常的紙層析高10~100倍,它既實(shí)用于惟有0.01μg的樣本辨別,又能辨別大于500mg的樣本作制備用,并且還不妨運(yùn)用如濃硫酸、濃鹽酸之類的侵蝕性顯色劑。薄層層析的缺陷是對(duì)底棲生物高分子的辨別功效不甚理念。
二、恒定相扶助劑的采用和處置
在薄層層析時(shí),對(duì)扶助劑的采用重要商量?jī)缮厦妫阂皇欠鲋鷦┑谋举|(zhì)與實(shí)用范疇;二是扶助劑的顆粒巨細(xì)。普遍來(lái)說(shuō),所選吸附劑應(yīng)具備最大的比外表積和充滿的吸附本領(lǐng),它對(duì)欲辨別的各別物資應(yīng)有各別的吸附本領(lǐng),即有充滿的辨別力;所選吸附劑與溶劑及樣本組分不會(huì)爆發(fā)化學(xué)反饋。吸附力的強(qiáng)弱順序可詳細(xì)如次:吸附力與兩相間界面張力的貶低成正比,某物資溶液中被吸附的水平與其在溶劑中的融化度成反比。極性吸附劑易吸附極性物資,非極性吸附劑易吸附非極性物資。本家復(fù)合物的吸附水平有確定的變革目標(biāo),比方,同系物極性減產(chǎn),而被非極性外表吸附的本領(lǐng)將遞加。
1、扶助物的本質(zhì)與實(shí)用范疇
薄層層析的扶助劑較常用的是硅膠、氧化鐵、鐵礬土、纖維素、聚酰胺及DEAE—纖維素。
(1)硅膠
硅膠是運(yùn)用最普遍的一種極性吸附劑。它的重要便宜是化學(xué)惰性,具備較大的吸附量,易制備成各別典型、孔徑、外表積的多孔性硅膠,普遍以SiO2?xH2O通式表白。硅膠的吸附活性在于于含水量,吸附層析普遍沿用含水量為10%~12%的硅膠,含水量小于1%的活性最高,而大于20%時(shí),吸附活性最低。用加熱脫水法可使硅膠活化,貶低吸附活性的硅膠能明顯革新辨別本能,減少樣本的負(fù)載量。硅膠實(shí)用于辨別堿性和中性物資,堿性物資能與硅膠效率,所以如用中性溶劑打開(kāi),堿性物資偶爾留在原點(diǎn)不動(dòng),大概雀斑拖尾,而不許很好地辨別。為了使某一類復(fù)合物獲得合意的辨別,可變換硅膠酸堿性。比方,可用稀酸或稀堿液(0.1~0.5mol/L)或確定pH值的緩沖溶液包辦水制備堿性、堿性或某一pH值的薄層;也可在硅膠中介入氧化鐵(堿性)制成薄層;或在打開(kāi)劑中介入小批的酸或堿舉行展層。
運(yùn)用硅膠和鐵礬土?xí)r,常常要先介入黏合劑再在扶助板上涂布。常用的黏合劑為煅生石膏和小粉,在硅膠、氧化鐵和鐵礬土中辨別介入5%~20%生石膏后,稱為硅膠G、氧化鐵G和鐵礬土G。用煅生石膏為黏合劑的薄層易從玻璃板上零落,但具備耐侵蝕性試藥的便宜。加小粉制成的薄層,板滯本能較好,但不宜用侵蝕性強(qiáng)的試藥。
(2)氧化鐵
氧化鐵為微堿性吸附劑,實(shí)用于親脂性物資的辨別制備,氧化鐵具備較高的吸附含量,價(jià)錢便宜,辨別功效好,所以運(yùn)用也較普遍。在運(yùn)用氧化鐵作吸附層析時(shí),要提防采用符合活性及符合酸堿度的產(chǎn)物。氧化鐵常??砂粗苽浔绢I(lǐng)各別而分為堿性、中性和堿性三種。堿性氧化鐵可運(yùn)用于碳?xì)鋸?fù)合物的辨別;中性氧化鐵實(shí)用于醛、酮、醌、某些苷類及酸堿溶液中不寧?kù)o的酯、內(nèi)酯等復(fù)合物的辨別;堿性氧化鐵實(shí)用于自然及合成的堿性色素以及醛、酸的辨別。
(3)聚酰胺
聚酰胺由己二酸與己二胺會(huì)合而成,也可用己內(nèi)酰胺會(huì)合而成,因它們都含有洪量酰胺基團(tuán),故統(tǒng)稱聚酰胺。
聚酰胺地膜層析是1966年后興盛起來(lái)的一種薄層層析本領(lǐng),用此本領(lǐng)領(lǐng)會(huì)氨基酸酸衍底棲生物DNP-氨基酸酸、PTH-氨基酸酸、DNS-氨基酸酸及DABTH-氨基酸酸時(shí),具備精巧度高、辨別力強(qiáng)、展層趕快和操縱簡(jiǎn)單等便宜。暫時(shí)由國(guó)產(chǎn)材料制成的聚酰胺地膜本能杰出、功效合意,已用來(lái)酚類、醌類、硝基復(fù)合物、氨基酸酸及其衍底棲生物、核酸堿基、核苷、核苷酸、雜環(huán)復(fù)合物、合成染料;氨苯磺胺、抗菌素、環(huán)酮、殺蟲(chóng)劑及維他命B等16類復(fù)合物的領(lǐng)會(huì)。
(4)鐵礬土和纖維素
它們是中性扶助劑,需在吸附水、緩沖溶液或甲酰胺等之后,本領(lǐng)用來(lái)薄層層析。
2、扶助劑的顆粒巨細(xì)
用作薄層層析恒定相的扶助劑顆粒,訴求巨細(xì)符合、平均。顆粒過(guò)大,打開(kāi)時(shí)溶劑促成速度太快,辨別功效不好;顆粒太小,打開(kāi)太慢,雀斑拖尾不會(huì)合,辨別功效也差。顆粒巨細(xì)恒定在確定范疇內(nèi)而且薄層厚薄平均普遍時(shí),歷次得出的Rf值即可維持恒定。無(wú)機(jī)類扶助劑的顆粒以150~200目(直徑為0.07~0.1mm)、薄層厚薄為0.25~1mm較符合。有機(jī)吸附劑如纖維素等的顆粒為70~140目(直徑0.1~0.2mm)、薄層厚薄為1~2mm最適合。
三、薄層板創(chuàng)造薄層板創(chuàng)造簡(jiǎn)稱制板,是指動(dòng)作恒定相的扶助劑被平均地涂布在玻板上,產(chǎn)生一薄層。所用的玻板訴求外表光滑、純潔。玻板的巨細(xì)按須要選定,常用的規(guī)格為6cm×20cm、20cm×20cm及2.5cm×7.5cm。
1、軟板創(chuàng)造
軟板也稱干板,是不加黏合劑,將扶助劑干粉徑直平均統(tǒng)鋪在玻板上制成的。這種薄層板創(chuàng)造大略,打開(kāi)快,但極易吹散。其簡(jiǎn)直創(chuàng)造本領(lǐng)如次:
(1)采用直徑約為0.5cm的玻璃管一根,按照薄層的厚?。ㄆ毡闉?.4~1mm)在其兩頭繞膠布數(shù)圈。
(2)將扶助物干粉倒在玻板上,恒定玻板一端以防玻璃促成時(shí)挪動(dòng)。
(3)將玻璃管壓在玻板上,將扶助劑干粉由一端推向另一端即成薄層。
2、硬板創(chuàng)造
硬板或稱濕板,是將扶助劑加黏合劑和水或其余液體后,平均統(tǒng)鋪在玻璃板上,再經(jīng)烘干而成的薄層板。創(chuàng)造本領(lǐng)可用特意的薄層制板器,也可用細(xì)工,均能獲得合意的功效。底下引見(jiàn)三種細(xì)工涂布制板的本領(lǐng):
(1)玻棒涂布
將扶助劑用水或符合溶劑調(diào)成膠漿,倒在玻板上,而后依軟板創(chuàng)造溝通本領(lǐng),用玻棒在玻板大將扶助劑由一端向另一端激動(dòng),即成薄層。
(2)玻片涂布
在玻板兩旁安置兩塊稍厚的玻板,把扶助劑膠漿倒在中央的玻板上,而后用另一塊玻片的邊際將膠漿刮向另一端,即成確定厚薄的薄層。枯燥后用刀刮去薄板兩側(cè)的扶助劑。調(diào)換玻板兩旁各別厚薄的玻片,即可安排薄層的厚薄。
(3)歪斜涂布
將扶助劑膠漿倒在玻片上,而后將玻板歪斜,使膠漿平均涂布于玻板上。
上述任何一種本領(lǐng)將扶助劑平均涂布于玻板上后,靜置短促,待薄層外表無(wú)水漬后,置烘箱中,讓溫度升到100℃,連接1鐘點(diǎn)。封閉電源,待溫度降至逼近室溫時(shí),掏出薄層板,放入枯燥器備用。此一辦法稱為活化。
四、點(diǎn)樣
點(diǎn)樣是將經(jīng)處置后的樣本點(diǎn)加在薄層的一定部位,這是一項(xiàng)須要格外提防的操縱辦法,點(diǎn)樣的是非會(huì)徑直感化辨別功效。點(diǎn)樣可用玻璃毛細(xì)血管,如作定量測(cè)定,應(yīng)運(yùn)用微量移液管或微量打針器,市場(chǎng)銷售血球計(jì)數(shù)管經(jīng)加工磨尖頭部并標(biāo)定體積后運(yùn)用也甚理念。點(diǎn)樣的場(chǎng)所,下行打開(kāi)法普遍點(diǎn)樣在離薄層下端4~5cm處,下行打開(kāi)法在離上端6~8cm處。如作雙相紙層析辨別,點(diǎn)樣處應(yīng)坐落距薄層右側(cè)邊5cm與距底邊5cm曲線的交點(diǎn)。
薄層層析點(diǎn)樣本領(lǐng)應(yīng)提防以次幾點(diǎn):
(1)樣本最佳東西蒸發(fā)性的有機(jī)溶劑(如乙醇、氯仿等)融化,不運(yùn)用水溶液,因潮氣子與吸附劑的彼此作使勁較弱,當(dāng)它吞噬了吸附劑外表上的活性場(chǎng)所時(shí),就使吸附劑的活性貶低,而使雀斑分散。
(2)點(diǎn)樣量不宜太多,要不會(huì)貶低Rf值,普遍為幾到幾十μg,體積為1~20μg。
(3)原點(diǎn)直徑要遏制在2mm以內(nèi)。欲達(dá)此手段,就須分次點(diǎn)樣,邊點(diǎn)樣,邊用冷、炎風(fēng)瓜代陰干。
(4)薄層板在氣氛中不許安置太久,要不會(huì)因吸潮貶低活性。
五、展層
1、打開(kāi)劑的采用
采用打開(kāi)劑須視被辨別物的極性及扶助劑的本質(zhì)而定。對(duì)初步評(píng)選打開(kāi)劑符合與否的評(píng)介,要按照其辨別靈驗(yàn)因素的功效來(lái)決定。即使不對(duì)適,還需舉行極性安排,直到到達(dá)對(duì)靈驗(yàn)因素的實(shí)足辨別為止。
即使薄層層析所用的扶助劑是吸附劑,在同一吸附劑上,不攙雜合物的吸附本質(zhì)猶如下順序:①飽和碳?xì)鋸?fù)合物不易被吸附;②不飽和碳?xì)鋸?fù)合物易被吸附,分子中雙鍵愈多,則吸附得愈精細(xì);③當(dāng)碳?xì)鋸?fù)合物被一個(gè)功效基代替后,吸附性增大。吸附性較大的復(fù)合物,普遍需用極性較大的溶劑本領(lǐng)激動(dòng)它。
采用打開(kāi)劑的另一個(gè)按照是溶劑的極性巨細(xì)。普遍而論,在同一種扶助劑上,凡溶劑的極性愈大,則對(duì)同一本質(zhì)的復(fù)合物的洗脫本領(lǐng)也愈大,即在薄層上能把此復(fù)合物促成得愈遠(yuǎn),Rf值也愈大。即使用一種溶劑去打開(kāi)某一因素,當(dāng)創(chuàng)造它的Rf值太鐘點(diǎn),可商量換用一種極性較大的溶劑,或在從來(lái)的溶劑中介入確定量極性較大的溶劑舉行層析。溶劑極性巨細(xì)的步驟是:
火油醚<二硫化碳<四氯化碳<三氯乙烯<苯<二氯乙烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<乙酸甲酯<鹽酸安非拉酮<正丙醇<丙醇<水。
2、展層
展層安裝品種較多,按照展層辦法基礎(chǔ)上可分下行、下行、貫串及程度式四種。不加黏合劑的薄層只能作近程度式(板與程度成10度~20度角)的下行或下行打開(kāi)。不管何種展層辦法,展層容器必需封閉,并事前要使打開(kāi)劑蒸氣到達(dá)飽和。容器的體積巨細(xì)要視薄層板的表面積而定,由于大容器要到達(dá)溶劑蒸氣飽和所需的功夫比小的長(zhǎng)。按照試驗(yàn)表明,在不飽和的展層安裝中,因?yàn)閿v和打開(kāi)劑內(nèi)含有幾種蒸發(fā)性試藥,以致薄層板邊際與中央的試藥比率各別,所以樣本在邊際和中央展層的隔絕也各別,這種局面稱為邊際效力,重要時(shí)會(huì)感化辨別功效。
薄層層析時(shí)為了贏得更好的辨別功效,可沿用雙向展層和分次展層。分次展層是先用一種溶劑打開(kāi)至確定隔絕后,將薄層板掏出,待溶劑蒸發(fā)后再按同一目標(biāo)用第二種溶劑打開(kāi)。
六、顯色和定量
薄層板打開(kāi)實(shí)行后,從打開(kāi)安裝中掏出,于室溫或烘箱中枯燥,而后按照被辨別物資的品種和本質(zhì),采用相映的顯色劑噴霧顯色,或用紫外燈檢驗(yàn)和測(cè)定被辨別的物資雀斑,丈量和計(jì)劃各雀斑的Rf值。經(jīng)過(guò)薄層層析被辨別的百般溶質(zhì)組分在濾紙上挪動(dòng)的速度常常用Rf表白:
Rf=組分挪動(dòng)的隔絕/溶劑前沿挪動(dòng)的隔絕=原點(diǎn)至組分雀斑重心的隔絕/原點(diǎn)至溶劑前沿的隔絕。
在薄層、溶劑、溫度等各項(xiàng)試驗(yàn)前提恒定的情景下,各物資的Rf值是靜止的,它不隨溶劑挪動(dòng)隔絕的變換而變革。Rf與調(diào)配系數(shù)K的聯(lián)系:
Rf=1/(1+αK)
α是由薄層本質(zhì)確定的一個(gè)常數(shù)。由此看來(lái),K值愈大,溶質(zhì)調(diào)配于恒定相的趨向愈大,而Rf值愈??;反之,K值愈小,則調(diào)配于震動(dòng)相的趨向愈大,Rf值是定性領(lǐng)會(huì)的要害目標(biāo)。
在樣本所含溶質(zhì)較多或某些組分在單相薄層層析中的Rf比擬逼近,不易鮮明辨別時(shí),可沿用雙相薄層層析法。該法是將濾紙?jiān)谀骋惶爻龅娜軇w例中按一個(gè)目標(biāo)展層此后,即給予枯燥,再轉(zhuǎn)向90度,在另一溶劑體例中舉行展層,待溶劑達(dá)到所訴求的隔絕后,掏出薄層,枯燥顯色,進(jìn)而贏得雙相層析譜。運(yùn)用這種本領(lǐng),即使溶質(zhì)在第一種溶劑中不許實(shí)足劃分,而過(guò)程第二種溶劑的層析能得以實(shí)足劃分,大地面普及了辨別功效。
因?yàn)楸訉游鲈陬I(lǐng)會(huì)定量時(shí)需提防以次幾點(diǎn):
(1)在噴霧顯色時(shí),不加黏合劑的薄層要提防操縱,免得吹散吸附劑。
(2)薄層層析還不妨用強(qiáng)侵蝕性顯色劑,如硫酸、王水、鉻酸或其余攙和溶液。那些顯色劑簡(jiǎn)直不妨使一切的有機(jī)復(fù)合物變化為碳,即使扶助劑是無(wú)機(jī)吸附劑,薄層板經(jīng)該類顯色劑噴霧后,被辨別的無(wú)機(jī)物雀斑即表露玄色。該類顯色劑不實(shí)用于定量測(cè)定或制備用的薄層上。
(3)即使樣本雀斑自己在紫外光下不顯熒光,可沿用熒光薄層檢驗(yàn)和測(cè)定法,即在吸附劑中介入熒光物資,或在制備好的薄層上噴霧熒光物資,制成熒光薄層。如許在紫外光下薄層自己表露熒光,而樣本雀斑不顯熒光。吸附劑中介入的熒光物資常用的有1.5%硅酸鋅鎘粉,或在薄層上噴霧0.04%熒光素鈉、0.5%硫酸金雞納霜醇溶液或1%磺基水楊酸的鹽酸安非拉酮溶液。
(4)因?yàn)楸舆呺H含水量不普遍,薄層的厚薄、溶劑打開(kāi)隔絕的增大,均會(huì)感化Rf值,所以在審定樣本的某一因素時(shí),運(yùn)用已知規(guī)范樣抵制照。
(5)定量時(shí),可對(duì)雀斑作光密度測(cè)定,也可將一個(gè)雀斑顯色,而將與其溝通Rf值的另一未顯色雀斑從薄層板上偕同吸附劑一道刮下,而后用符合的溶劑將被辨別的物資從吸附劑上洗脫下來(lái),舉行定量測(cè)定。
七、薄層層析法的近現(xiàn)代興盛
薄層層析法因?yàn)槠渥约核邆涞暮芏啾阋?,幾十年?lái),在攙和物的辨別、定性及定量領(lǐng)會(huì)中的運(yùn)用十分一致,并漸漸代替了紙層析辨別本領(lǐng)。為了克復(fù)薄層層析法生存的某些不及,贏得更靈驗(yàn)的辨別功效,在薄層制備、打開(kāi)辦法、領(lǐng)會(huì)審定本領(lǐng)以及相稱套的儀器擺設(shè)等上面連年來(lái)舉行了很多變革,個(gè)中最基礎(chǔ)的是扶助劑的矯正。以一種直徑更小的扶助劑顆粒代替慣例的扶助劑劑型所制備的薄層,比慣例的薄層具備所需樣本少、打開(kāi)速度快、隔絕短、辨別力高檔便宜;并且此種新式的薄層具備較好的光學(xué)個(gè)性,更利于于對(duì)辨別雀斑舉行光密度掃描。為了辨別于慣例的薄層層析領(lǐng)會(huì)法,常常將此種新本領(lǐng)稱為高效薄層層析法(high performance thin-layer chromatography,HPTLC),也稱新穎薄層層析法(modern TLC)。
在舉行HPTLC時(shí),為了保護(hù)恒定的吸附劑活性和薄層板的濕度,預(yù)制板可用恒定相浸漬劑加以處置。經(jīng)處置后的薄層板普遍不復(fù)受外界濕度的感化。恒定相浸漬劑分兩類:①親水性恒定相,普遍用甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、乙二清醇各別對(duì)立分子品質(zhì)的聚乙二醇或各別品種的鹽溶液浸漬;②親脂性恒定相,普遍作反向?qū)游鲇?,普遍用液體白臘、十一烷、十四烷、礦產(chǎn)油、硅酮油或乙基油酸鹽等浸漬。也有運(yùn)用與浸漬劑產(chǎn)生絡(luò)合物或加成物得以辨別的,如經(jīng)三硝基苯或苦味酸浸漬的,可運(yùn)用絡(luò)合反饋辨別多環(huán)復(fù)合物。用NaHSO2浸漬,可與含有羰基復(fù)合物天生加成物而得以辨別。
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