分析化學(xué)之平面色譜法

一、概述二、平面色譜法的分類和原理三、薄層色譜法四、紙色譜法特點(diǎn)：方便、快速、成本較低，易于推廣樣品的預(yù)處理比較簡(jiǎn)單應(yīng)用范圍廣展開劑選擇范圍寬

一、概述在平面上進(jìn)行分離的一種色譜方法，主要包括薄層色譜法和紙色譜法。歷史簡(jiǎn)介1938年，俄國(guó)人Izmailov和Shraiber首先實(shí)現(xiàn)了在氧化鋁薄膜上分離一種天然產(chǎn)物。1949年，兩位美國(guó)化學(xué)家報(bào)導(dǎo)了用薄層色譜法成功地分離了精油中的萜烯。1958年，德國(guó)化學(xué)家Stahl系統(tǒng)描述了用作涂布薄層的材料（薄層色譜固定相）和涂板設(shè)備，對(duì)薄層色譜技術(shù)也進(jìn)行了規(guī)范化描述。Stahl于1965年出版了《薄層色譜法》一書。20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了儀器化薄層色譜法，薄層色譜的每一步均用儀器來代替以往的手工操作，再配以薄層掃描儀，這樣就使薄層色譜法的定量結(jié)果的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性大大提高。高效液相色譜法薄層色譜法固定相封在色譜柱內(nèi)均勻涂在載板上樣品預(yù)處理要求嚴(yán)格較不重要，節(jié)省時(shí)間、溶劑和材料進(jìn)樣直接引入流動(dòng)相，每次一個(gè)樣點(diǎn)在固定相上，可同時(shí)點(diǎn)幾個(gè)色譜分離通過改變流動(dòng)相比例來改善分離恒組分流動(dòng)相、梯度洗脫反相色譜占主導(dǎo)地位可采用不同溶劑系統(tǒng)進(jìn)行同向或雙向多次展開正相色譜占主導(dǎo)地位檢測(cè)最常用：UV最常用：UV定性RtRf

定量符合L-B定律不符合L-B定律二、平面色譜法的分類和原理分類

薄層色譜法： 吸附薄層色譜法 分配薄層色譜法 分子排阻薄層色譜法紙色譜法:分配薄層電泳法

最佳范圍0.3-0.5可用范圍0.2-0.81、比移值(Rf值)溶質(zhì)移動(dòng)距離與流動(dòng)相移動(dòng)距離之比。（速度之比？）a、b為原點(diǎn)至斑點(diǎn)中心的距離，C為原點(diǎn)至溶劑前沿的距離

（一）定性參數(shù)被分離物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)平面的性質(zhì)展開劑的性質(zhì)溫度展開劑蒸氣飽和程度影響比移值的因素

2、相對(duì)比移值(relativeRr)

與組分、色譜條件、參考物質(zhì)有關(guān)。Rr值可以大于1，也可以小于1。重現(xiàn)性和可比性均比Rf值好，能消除系統(tǒng)誤差（參考物質(zhì)與組分在完全相同的條件下展開）

（二）相平衡參數(shù)分配系數(shù)K=Cs/Cm容量因子k

K、k與Rf值的關(guān)系：Rf為1的組分，K與k為0，表示該組分不被固定相保留；Rf為0的組分，K與k為，表示該組分停留在原點(diǎn)，完全被固定相所保留。三、薄層色譜法

(thinlayerchromatography；TLC)固定相（吸附劑或載體）涂布成一均勻薄層，點(diǎn)樣，（密閉的容器中）展開，斑點(diǎn)顯色，（與對(duì)照物質(zhì)）比較進(jìn)行定性定量。特點(diǎn)：快，需十至幾十分鐘，同時(shí)展開多個(gè)試樣。試樣預(yù)處理簡(jiǎn)單，對(duì)試樣限制少。載樣量比較大，適用于制備。儀器簡(jiǎn)單，操作方便。分離能力較強(qiáng)。靈敏度較高。吸附薄層色譜法

原理：組分在薄層板上吸附、解吸附、 再吸附、再解吸附的過程。 吸附系數(shù)不等實(shí)現(xiàn)分離。一般極性強(qiáng)的組分K大，Rf值??；極性弱的組分K小，Rf值大。（一）薄層色譜法的主要類型和原理（一）薄層色譜法的主要類型和原理

分配薄層色譜法原理：多次分配的過程，分配系數(shù)（溶解度）不等實(shí)現(xiàn)分離分類：正相色譜、反相色譜（一）薄層色譜法的主要類型和原理

分配薄層色譜法正相色譜：水為固定相（硅膠載體），有機(jī)溶劑為流動(dòng)相。 極性強(qiáng)的組分K大，Rf值小。反相色譜：烷基化學(xué)鍵合相為固定相，水－有機(jī)溶劑為流動(dòng)相。 極性強(qiáng)的組分K小，Rf值大。1、吸附劑（1）硅膠：多孔性微粒，表面帶有硅醇基，呈弱酸性。

原理：硅醇基(吸附中心)與極性基團(tuán)形成氫鍵（吸附性）。

組分與硅醇基形成氫鍵（被吸附）的能力不同而分離。

應(yīng)用：酸性和中性物質(zhì)的分離，如有機(jī)酸酚類、醛類等（二）吸附薄層色譜的吸附劑和展開劑硅膠活度與含水量的關(guān)系：含水量高，活性級(jí)高，活度低?；罨杭訜嶂?00℃左右，除去吸附水提高活度。（注意溫度不可過高）分離效率：與其粒度、孔徑及表面積等有關(guān)。常用硅膠：硅膠H，不含黏合劑硅膠G，含煅石膏硅膠GF254，含煅石膏和一種無機(jī)熒光劑，即錳激活的硅酸鋅，在254nm紫外光下呈強(qiáng)烈黃綠色熒光背景。（2）氧化鋁堿性氧化鋁(pH9.0)——分離中性或堿性化合物，如生物堿、脂溶性維生素等；中性氧化鋁(pH7.5)——分離酸性及對(duì)堿不穩(wěn)定的化合物；酸性氧化鋁(pH4.0)——酸性化合物的分離?；疃纫才c含水量有關(guān)。氧化鋁和硅膠含水量與活性的比較

硅膠含水量%活性級(jí)氧化鋁含水量%0Ⅰ05Ⅱ315Ⅲ625Ⅳ1038Ⅴ15與固定相的分離效率有關(guān)的是粒度和孔徑粒度越小，均勻性越好，分離效率越高；表面積表面積越大，則與樣品之間的相互作用越強(qiáng)，即吸附力越強(qiáng)。

聚酰胺是由酰胺聚合而成的高分子物質(zhì)。色譜常用的是聚已內(nèi)酰胺CH2CH2CH2CH2CH2CO‖NHn聚酰胺可分離極性和非極性物質(zhì)如黃酮、酚類、醌類、有機(jī)酸、生物堿、萜類、甾體、苷類、糖類、氨基酸衍生物、核苷類等。尤其是對(duì)黃酮、酚類、醌類等物質(zhì)的分離，遠(yuǎn)比其他方法優(yōu)越。

（3）聚酰胺2、展開劑(流動(dòng)相)

同吸附柱色譜

極性強(qiáng)的溶劑洗脫能力強(qiáng)

常用溶劑的極性強(qiáng)弱順序：水＞酸＞吡啶＞甲醇＞乙醇＞正丙醇＞丙酮＞乙酸乙酯＞乙醚＞氯仿＞二氯甲烷＞甲苯＞苯＞三氯乙烷＞四氯化碳>環(huán)己烷>石油醚。展開劑選擇原則：根據(jù)被分離物質(zhì)的極性Stahl簡(jiǎn)圖：極性物質(zhì)—活度低（活性級(jí)大）的吸附劑--極性展開劑

混合溶劑先用單一溶劑展開，若Rf值太小，則加入一定量極性強(qiáng)的溶劑，如乙醇、丙酮等，如果Rf值太大，則加入適量極性弱的溶劑(如環(huán)己烷、石油醚等)，以降低極性。展開中加入少量酸、堿可抑制某些化合物斑點(diǎn)拖尾，使斑點(diǎn)集中。展開劑中加入中等極性的溶劑（如丙酮）可使不相混合的溶劑混溶、降低展開劑黏度。（三）薄層色譜操作方法制板均勻點(diǎn)樣集中自學(xué)，實(shí)驗(yàn)課講展開

(多種方式)預(yù)飽和顯色

展開薄層色譜中的展開是在一個(gè)具有一定空間和形狀的密閉容器中，流動(dòng)相沿薄層（固定相）運(yùn)動(dòng)。

直立雙槽色譜缸

臥式色譜槽

圓形色譜缸

展開展開方式

↑→↖↗↙↘↑↑↑展開過程中注意溶劑蒸氣飽和邊緣效應(yīng)？產(chǎn)生原因？防止邊緣效應(yīng)？邊緣效應(yīng)展開劑的蒸氣飽和程度影響樣品的色譜行為，尤其在使用混合溶劑時(shí)更為突出。同一物質(zhì)在同一薄層板上出現(xiàn)中間部分的Rf值比邊緣的Rf值小，這種現(xiàn)象稱為邊緣效應(yīng)。密閉容器，先用溶劑蒸氣飽和。

斑點(diǎn)的定位（確定斑點(diǎn)位置）有色物質(zhì)

日光下觀察有紫外吸收

紫外燈下觀察在熒光背景下呈現(xiàn)暗斑

無色物質(zhì)

噴灑顯色劑1.定性分析

比較Rf值或Rr值、斑點(diǎn)顏色或熒光常采用已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)照（同一板上展開）多種展開系統(tǒng)的Rf值與對(duì)照品一致。2.定量分析

洗脫法直接定量法（1）目視比較法（如雜質(zhì)限度檢查方法）（2）薄層掃描法（四）定性和定量分析薄層掃描法用一定波長(zhǎng)的光束照射展開后的薄層板，測(cè)定薄層色譜斑點(diǎn)的吸光度A（或熒光強(qiáng)度F）隨展開距離a的變化，所記錄的A-a（或F-a）曲線稱為薄層色譜掃描圖，利用薄層掃描圖進(jìn)行定量及定性分析的方法成為薄層掃描法。

薄層掃描法薄層吸收掃描法薄層熒光掃描法透過法與反射法單波長(zhǎng)法和雙波長(zhǎng)法

單波長(zhǎng)法與雙波長(zhǎng)法常采用雙波長(zhǎng)法λs選用被測(cè)組分的最大吸收波長(zhǎng)，λR選用不被被測(cè)組分吸收的波長(zhǎng)（薄層板的空白吸收）。由于從測(cè)量值中減去了薄層本身的空白吸收，所以在一定程度上消除了薄層不均勻的影響，使測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度提高。圖16-10雙波長(zhǎng)雙光束薄層掃描儀圖16-11雙波長(zhǎng)測(cè)定法L：光源MC：?jiǎn)紊鰿H：斬光器①、②為單波長(zhǎng)掃描曲線P：薄板PM：光電檢測(cè)器③為雙波長(zhǎng)掃描曲線

掃描方式線形掃描快速，但在斑點(diǎn)不規(guī)則和濃度不均勻時(shí)測(cè)量誤差較大。曲折形掃描適用于形狀不規(guī)則及濃度分布不均勻的斑點(diǎn)。薄層色譜的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于各種天然和合成有機(jī)物的分離和鑒定，有時(shí)也可用于小量物質(zhì)的精制。藥品質(zhì)量監(jiān)控，可用于測(cè)定藥物的純度和檢查降解產(chǎn)物。在生產(chǎn)上可用于判斷反應(yīng)終點(diǎn)，監(jiān)視反應(yīng)過程。對(duì)中藥和中成藥，薄層色譜鑒別應(yīng)用廣泛，可鑒別有效成分，進(jìn)一步進(jìn)行含量測(cè)定。（一）紙色譜法的分離原理紙纖維為載體，吸著在其上的水為固定相屬于正相分配色譜依據(jù)分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離極性或親水性強(qiáng)的組分，K大，Rf值小，極性弱或親脂性強(qiáng)的組分，K小，Rf值大。

四、紙色譜法（二）紙色譜法的實(shí)驗(yàn)條件色譜紙的選擇對(duì)Rf值相差很小的化合物，宜采用慢速濾紙對(duì)Rf值相差較大的化合物，則可用快速濾紙固定相水或甲酰胺、二甲基甲酰胺、丙二醇或緩沖溶液。展開劑的選擇

增加展開劑中極性溶劑的比例量，可以增大Rf值；增加展開劑中非極性溶劑的比例量，可以減少Rf值。常用的展開劑

水飽和的有機(jī)溶劑，如水飽和的正丁醇、正戊醇、酚等操作步驟

點(diǎn)樣、展開、顯色、定性定量分析（二）紙色譜法的實(shí)驗(yàn)條件

小結(jié)比移值及其與