薄层色谱法基础-课件.ppt
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- 薄层 色谱 基础 课件
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1、薄薄 层层 色色 谱谱 法法(Thin-layer Chromatography,TLC)一 前言二 基本参数三 薄层层析的操作四 特殊的薄层五 应用举例 3薄层色谱法通常指以吸附剂为固定相的一种液相色谱法。即将固定相在玻璃、金属或塑料等光洁的表面上均匀地铺成薄层,试样点在薄层的一端,流动相借毛细作用流经固定相,使被分离的物质展开。一.前言定义:常用的薄层色谱法以吸附剂为固定相常用的薄层色谱法以吸附剂为固定相,属于吸附色谱的范畴属于吸附色谱的范畴继柱色谱和纸色谱之后发展起来的方法继柱色谱和纸色谱之后发展起来的方法4薄层色谱与液相色谱法比较薄层色谱与液相色谱法比较 HPLCTLC每次只能分析一个
2、样品每次只能分析一个样品 在一块板上点上多个样品在一块板上点上多个样品同时进行分离同时进行分离 对样品制备要求高,必须不对样品制备要求高,必须不含可吸留在柱上的杂质,否含可吸留在柱上的杂质,否则柱性能受损则柱性能受损 用毕一次弃去,可直接用用毕一次弃去,可直接用样品的粗提物点样样品的粗提物点样 可用检测器种类较少可用检测器种类较少 展开后可用多种手段检测展开后可用多种手段检测特点5薄层色谱与柱层析和纸层析比较薄层色谱与柱层析和纸层析比较(1)快速(数十秒数十分钟)(2)分离效率高(多柱路)(3)灵敏度高 (斑点扩散小,比纸色谱高10-100倍)(4)显色方法多样(腐蚀性显色剂)(5)图象易保存
3、6o比移值(比移值(Rf)Rf=原点至组分点中心的距离原点至组分点中心的距离/原原点至流动前沿的距离点至流动前沿的距离 组分组分A的的Rf=a/c 组分组分B的的Rf=b/co 相对比移值,即相对于某一物质相对比移值,即相对于某一物质x的的Rf值,用值,用Rx表示。表示。其定义为:其定义为:Rx组分的组分的Rf值物质值物质x的的Rf值值 组分组分A相对于物质相对于物质B的的“相对比移值相对比移值”RB=a/b二二.基本参数基本参数7三.薄层色谱的操作o 吸附剂的选择o 薄层板的制作o 展开剂的选择o 点样o 展开o 定位与显色o 薄层层析的定量测定8(一一)薄层层析用的吸附剂薄层层析用的吸附剂
4、o 常用的薄层层析吸附剂有等。o 吸附剂的选择:首先决定于的性质,即它们的溶解性、酸碱性、极性以及是否与吸附剂起化学反应等;o 其次要考虑吸附剂、载体是否容易得到及其价格等。910层析板是用专门的涂布器把浆状的吸附剂(层析板是用专门的涂布器把浆状的吸附剂(纸浆、纤维素、硅胶、纸浆、纤维素、硅胶、中性氧化物、聚酰胺、多孔性玻璃粉,硅烷化键合硅胶等中性氧化物、聚酰胺、多孔性玻璃粉,硅烷化键合硅胶等)均匀)均匀地涂在在薄层板地涂在在薄层板(玻璃板、金属板或弹性塑料板)(玻璃板、金属板或弹性塑料板)上,干燥上,干燥(110活化)活化)后即可使用。后即可使用。(二)薄层板的制作11(三)薄层层析中展开剂
5、的选择 主要根据极性的不同来选择流动相展开剂。各种展开剂按其极性不同排序为:烷烃烯烃醚类硝基化合物二甲胺酯类酮类醛类硫醇胺类酰胺醇类酚类羧酸 12选择薄层条件的简图选择薄层条件的简图 图2 化合物的极性、吸附剂的活度及展开剂极性间的关系 Stahl设计的用以选择设计的用以选择薄层条件的简图薄层条件的简图 (1)为被分离化合物的极性()为被分离化合物的极性(2)为吸附剂的活度(为吸附剂的活度(3)为展开剂的)为展开剂的极性。若将这三个因素各自固定在极性。若将这三个因素各自固定在圆周的三分之一,转动圆盘正中的圆周的三分之一,转动圆盘正中的三角形,如果角三角形,如果角A指向极性物质,指向极性物质,则
6、角则角B指向活度小的吸附剂,角指向活度小的吸附剂,角C就指向选用极性展开剂;如转到就指向选用极性展开剂;如转到A,B,C处则又要作另外的选处则又要作另外的选择组合。择组合。13 极性较大的溶剂可以使化合物在薄层上移动。极性较大的溶剂可以使化合物在薄层上移动。极性较小的溶剂降低极性大的溶剂的洗脱能力,使极性较小的溶剂降低极性大的溶剂的洗脱能力,使Rf值降低。值降低。中等极性的溶剂往往起着使极性相差较大溶剂混合均匀的作用。中等极性的溶剂往往起着使极性相差较大溶剂混合均匀的作用。在展开剂中加入少量酸、碱可以使某些极性物质斑点集中,提在展开剂中加入少量酸、碱可以使某些极性物质斑点集中,提高分离度。高分
7、离度。用粘度太大的溶剂时需要加入一种溶剂以降低展开剂的粘度,用粘度太大的溶剂时需要加入一种溶剂以降低展开剂的粘度,加快展开速度。加快展开速度。例如环己烷例如环己烷-丙酮丙酮-二乙胺二乙胺-水(水(10:5:2:5)这个系统中,)这个系统中,水是极性大的溶剂,环己烷是极性小的溶剂,后者的加入可以水是极性大的溶剂,环己烷是极性小的溶剂,后者的加入可以降低分离物质的降低分离物质的Rf值,丙酮起着混匀整个系统及降低展开剂粘值,丙酮起着混匀整个系统及降低展开剂粘度的作用,少量二乙胺的加入控制了展开剂的度的作用,少量二乙胺的加入控制了展开剂的pH值以使分离后值以使分离后的斑点不致拖尾,分离清晰。的斑点不致
8、拖尾,分离清晰。多元展开剂中各种溶剂的作用多元展开剂中各种溶剂的作用14 在具体工作中,展开剂的选择还必须进一步通过实践,一般可用下列三种方法:(1)查阅文献 (2)微型薄层:用小玻片铺上薄层,用各种经初步选择认为可能应用的展开剂展开,从而选择适当的展开剂,再用于一般的薄层层析。用微型薄层,节省材料和时间。(3)微量圆环技术15 将试样溶液点于已准备好的薄层上,点成同样大小的圆点,用毛细管吸取各种经初步选择认为可能应用的展开剂,加到试样点中心,让展开剂自毛细管中慢慢流出进行展开。微量圆环技术微量圆环技术 1 用环己烷展开用环己烷展开 2用苯展开用苯展开 3用氯仿展开用氯仿展开(四四)点点 样样
9、1.样品溶液 一般用甲醇、乙醇、丙酮、氯仿等挥发性有机溶剂,最好用与展开剂极性相似的溶剂溶解试样,配成0.5%1%的试液。2.点样量 点样量的多少与薄层的性能、厚薄及显色剂的灵敏度有关。一般来说,样品量最小为几ng,常用量为几至几十g,制备型的分离可以点样到mg量。总之点样量随分离目的而定。3.点样方式 最好是直径35mm的圆点。常用的点样方式常用的点样方式a 一般点样一般点样b 径向点样径向点样c 条状点样条状点样d 线形小孔点样线形小孔点样e 样品填入沟槽样品填入沟槽 径向展开与普通展开的区别4.点样容器 定容毛细管 微量注射器 点样器(五五)展展 开开1.水蒸气的影响2.溶剂蒸气的影响3
10、.展开槽4.展开方式5.几种新型的展开技术6.展开操作211.水蒸气的影响水蒸气的影响 在吸附薄层色谱的展开过程中,空气的相对湿度以及展在吸附薄层色谱的展开过程中,空气的相对湿度以及展开槽中的水蒸气必须严格控制,微量的水也能对色谱分离结开槽中的水蒸气必须严格控制,微量的水也能对色谱分离结果产生较大的影响。果产生较大的影响。硅胶薄层板吸附水蒸气的速度很快,硅胶薄层板吸附水蒸气的速度很快,0.25mm厚、厚、2020cm的薄层板在的薄层板在50%相对湿度中约相对湿度中约3分钟就失去活分钟就失去活性的一半,而性的一半,而15分钟时吸附的水分已达到最大值,因此,点分钟时吸附的水分已达到最大值,因此,点
11、样速度的快慢,空气相对湿度的大小,都可以影响分离以及样速度的快慢,空气相对湿度的大小,都可以影响分离以及重现性。重现性。适宜的相对湿度范围也决定于溶质和溶剂的极性。适宜的相对湿度范围也决定于溶质和溶剂的极性。222.溶剂蒸气的影响 “边缘效应边缘效应”:Stahl在用在用氯仿氯仿-甲醇(甲醇(95:5)为展开)为展开剂展开麦角生物碱时发现,对剂展开麦角生物碱时发现,对同一种生物碱,在薄层板中部同一种生物碱,在薄层板中部的的Rf值比在边缘的值比在边缘的Rf值小,称值小,称此现象为此现象为“边缘效应边缘效应”(edge effect)。)。展开槽中被展开剂蒸气饱展开槽中被展开剂蒸气饱和后再进行展开
12、就可以消除。和后再进行展开就可以消除。图5 在未饱和展开槽中薄层板上出现的“边缘效应”3.展开槽 普通展开槽 双底展开槽 水平展开槽244.展开方式展开方式(1)近水平展开:将点样后的薄层板下端浸入展近水平展开:将点样后的薄层板下端浸入展开剂开剂0.5cm,薄层上端垫高使薄层与水平成,薄层上端垫高使薄层与水平成5-10的角。的角。(2)上行展开:将点样后的薄层放在盛有展开剂上行展开:将点样后的薄层放在盛有展开剂的直立型的展开槽中,展开剂由薄层下端借的直立型的展开槽中,展开剂由薄层下端借毛细管作用上升至前沿。毛细管作用上升至前沿。(3)下行展开下行展开(4)双向展开双向展开25薄薄层层板板玻璃板
13、玻璃板上涂吸附剂层上涂吸附剂层SiO2Al2O3上行法上行法薄层板薄层板层层析析缸缸展开剂展开剂层层析析缸缸展开剂展开剂滤纸条滤纸条下行法下行法薄层板薄层板26几种新型的展开技术几种新型的展开技术(1)程序蒸气展开(程序蒸气展开(Vapor-programmed,VP)(2)圆形色谱(圆形色谱(Radial Chromatography)(3)热板色谱热板色谱(Hot plates Chromatography)(4)多次展开(多次展开(Multiple Development)(5)程序多次展开(程序多次展开(programmed Multiple Development,PMD)(6)阶式
14、展开(阶式展开(stepwise development)(7)梯度展开(梯度展开(gradient development)276 展开操作展开操作1.展开槽的密闭展开槽的密闭 目的是使展开槽被展开剂蒸气饱和并使展开剂目的是使展开槽被展开剂蒸气饱和并使展开剂组成不变。组成不变。2.展开槽的饱和展开槽的饱和 为避免为避免“边缘效应边缘效应”,在薄层板用展开剂蒸气,在薄层板用展开剂蒸气饱和有时是必要的。饱和有时是必要的。3.展开距离展开距离 常规薄层最长展距为常规薄层最长展距为20cm;高效薄层展距最高效薄层展距最长为长为10cm。4.展开温度展开温度28展距对结果的影响,硅胶展距对结果的影响,
15、硅胶HPTLC 分离洋甘菊油,分离洋甘菊油,a)3 cm、b)5 cm、c)7 cm、d)9 cm。展距对结果的影响展距对结果的影响29(六六)薄层层析的定性检测薄层层析的定性检测 展开完毕后,把薄层从层析缸中取出,用铅笔划出或小针刺出展开剂前缘的位置,随即进行显色,以确定各个斑点的位置、Rf值和显色情况,从而判断试样中含有哪些组分。有色物质经展开后呈现明显的色斑,很易判断。对于无色物质,可根据化合物的性质,用进行显色。1 物理检出法物理检出法 1.1.紫外光紫外光 一般来说,对于未知化合物,展开后在用显色剂以前,都应先一般来说,对于未知化合物,展开后在用显色剂以前,都应先在紫外灯下进行察看。
16、紫外光常用两种波在紫外灯下进行察看。紫外光常用两种波254nm254nm与与365nm365nm。如果化合物能吸收紫外光同时放出荧光,可用此荧光定位。如果化合物能吸收紫外光同时放出荧光,可用此荧光定位。2.2.碘碘 元素碘的最大特点是与物质的反应往往是可逆的,当化合物定元素碘的最大特点是与物质的反应往往是可逆的,当化合物定位以后在空气中放置时,碘即升华挥去,可以回到组分的原来状态,位以后在空气中放置时,碘即升华挥去,可以回到组分的原来状态,有利于薄层的进一步处理。有利于薄层的进一步处理。3.3.水水 水可作为一种非破坏性显色剂,用于硅胶薄层,当许多憎水性水可作为一种非破坏性显色剂,用于硅胶薄层
17、,当许多憎水性化合物展开后,用水喷薄层板,对光观察,在半透明的薄层板上,显化合物展开后,用水喷薄层板,对光观察,在半透明的薄层板上,显出白色不透明的斑点。出白色不透明的斑点。2.化学检出法化学检出法 化学检出法是在薄层上使用一种或数种化学检出法是在薄层上使用一种或数种化学试剂与被检出物质反应,生成有颜色的化学试剂与被检出物质反应,生成有颜色的化合物而定位。这种试剂叫化合物而定位。这种试剂叫显色剂。显色剂。显色剂显色剂 一般分为两类,即通用显色剂和一般分为两类,即通用显色剂和专属性显色剂。专属性显色剂。1 通用显色剂通用显色剂 (1)浓硫酸或浓硫酸或50%的硫酸溶液:极大多数有机物质,喷此的硫酸
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