平面色谱法

第十九章平面色谱法(planechromatography)1平面色谱(planechromatography)：在平面上进行分离的一种色谱方法。2主要包括薄层色谱法和纸色谱法。黄连中小檗碱含量的荧光扫描测定（定量）甲苯-醋酸乙酯-甲醇-异丙醇-水（6:3:2:1.5:0.3）氨蒸气预平衡线性范围：18.28ng329.04ng回归方程：IF=720.146+34.942mr=0.998中药品种的鉴定：例北柴胡与其它同属近缘植物的鉴别可见光谱UV366nm荧光光谱第一节平面色谱法的分类和原理一、平面色谱法的分类1．薄层色谱法：将固定相均匀地涂布在玻璃板、塑料板或铝箔上形成厚薄均匀的薄层，在此薄层上进行混合组分分离的色谱法。按分离机制分：吸附薄层色谱法分配薄层色谱法分子排阻薄层色谱法52．纸色谱法:以纸为载体，纸纤维上吸附的水为固定相，有机溶剂为流动相，根据被分离组分在水和有机溶剂中的溶解能力不同，在色谱纸上产生差速迁移而得到分离的方法。分离原理属于分配色谱。3．薄层电泳法:是指带电荷的被分离物质在纸、醋酸纤维素、琼脂糖凝胶及聚丙烯酰胺凝胶等惰性支持介质上，以不同速度向其相反的电极方向泳动,产生差速迁移而得到分离的方法。6※（一）定性参数1．比移值(retardationfactorRf)溶质移动距离与流动相移动距离之比。Rf=La/L0La为原点（origin）至斑点中心的距离；L0为原点至溶剂前沿（solventfront）的距离7二.平面色谱法参数LaLbL0被分离物质的结构和性质固定相的种类和性质展开剂的种类和性质温度展开剂蒸气饱和度影响比移值的因素在实际工作中，Rf值适宜范围是0.2-0.8，最佳范围0.3-0.52．相对比移值(relativeretardationfactor；Rr)Rr=Rf(i)/Rf(s)=La/LbRf（i）和Rf（s）：组分i和参考物质s在相同条件下的比移值。La和Lb分别为组分i和参考物质s在平面色谱上的移动距离。9LaLbL0重现性和可比性均比Rf值好，能消除系统误差（参考物质与组分在完全相同的条件下展开）Rr值可以大于1，也可以小于1。影响Rr的因素被测组分色谱条件参考物质10（二）相平衡参数1.分配系数（distributioncoefficient；K）和保留因子（retentionfactor；k）分配系数K=Cs/Cm保留因子k=ms/mm=CsVs/CmVm112.K、k与Rf值之间的关系：12kR11fms/11VKVff1RRkRf为1的组分，K与k为0，表示该组分不被固定相保留；Rf为0的组分，K与k为，表示该组分停留在原点，完全被固定相所保留。13（三）面效参数1．理论塔板数（n）：反映组分在固定相和流动相中动力学特性的色谱技术参数。代表色谱分离效能的指标，主要取决于色谱系统的物理特性。n=16（L/W）2L：原点到斑点中心的距离W：斑点的宽度2．塔板高度（H）：H=L0/nL0：原点到展开剂前沿的距离※（四）分离参数)(2)()(2212112WWdWWLLR14L2,L1:分别为原点至两斑点中心的距离。d:两斑点中心的距离，W1,W2：斑点的宽度。1．分离度两相邻斑点中心的距离与两斑点平均宽度的比值。在平面色谱法中,R1较适宜。15（W1/2）0、（W1/2）1：薄层扫描所得的Rf=0和Rf=1的组分的半峰宽1)()(12/102/10WWLSN2.分离数(SN)在相邻两斑点分离度为1.177时，在Rf=0和Rf=1两组分斑点之间所能容纳的色谱斑点数经典薄层板的分离数为7～10，高效薄层板的分离数在10～20范围内。练习：含磺胺嘧啶和磺胺噻唑的样品，在20cm×20cm的硅胶板上，用氯仿-乙醇-庚烷(1:1:1)为展开剂上行展开。当展开剂前沿距板上沿1.5cm时停止展开。此时，磺胺嘧啶斑点距板下沿6.7cm，斑点直径9mm。磺胺噻唑斑点距板下沿9.2cm，斑点直径12mm。已知样品原点距板下沿2cm,计算它们的Rf值各为多少？分离度又是多少？答案：Rf嘧=4.7/16.5=0.28Rf噻=7.2/16.5=0.4438.22.19.0)7.62.9(2221WWdR16第二节薄层色谱法(thinlayerchromatography；TLC)薄层色谱法：将细粉状的吸附剂或载体（固定相）涂布成一均匀薄层并进行活化，将试样与对照品溶液点在同一薄板的一端（原点），在密闭的容器中用适当的溶剂（流动相或展开剂）展开，显色后样品斑点与对照品斑点进行比较，用于定性鉴别和含量测定。薄层板(薄板，thinlayerplate):铺好薄层的板。17特点：分析速度快，一般只需十至几十分钟，同时展开多个试样；分离能力较强，分析结果直观；试样预处理简单，对被分离组分性质没有限制；上样量较大；仪器简单，操作方便。18一、薄层色谱法的主要类型和原理（一）吸附薄层色谱法分离原理：将A、B两组分的混合溶液点在薄层板的一端，在密闭的容器中用适当的溶剂展开。19A，B移动A,B得以分离KA＞KB,RfA＜RfBA,B两组分吸附剂吸附展开剂溶解解吸附吸附新的吸附剂展开剂解吸薄层板上吸附，解吸附，再吸附再解吸，反复多次一般极性大的组分K大，Rf值小；极性小组分K小，Rf值大。（二）分配薄层色谱法原理：利用试样中各组分在固定相与流动相之间的分配系数的不同，在薄层板上进行多次分配,分配系数大的组分在板上移动速度慢,Rf值小，分配系数小的组分在板上移动速度快,Rf值大，各组分在薄层板上产生差速迁移而得到。分类：正相薄层色谱法、反相薄层色谱法201.正相薄层色谱法：流动相的极性小于固定相极性组分极性越大,K越大，随展开剂移动的速度越慢,Rf值小。固定相：含水硅胶流动相：极性较弱的有机溶剂21222.反相薄层色谱法：流动相的极性大于固定相极性组分极性越小,K越大，随展开剂移动的速度越慢,Rf值越小。固定相：烷基化学键合相流动相：水或水-有机溶剂的混合溶剂（三）高效薄层色谱法（HPLC）23参数TLCHPTLC板尺寸(cm)20×2010×10颗粒直径(μm)10~405,10颗粒分布宽窄点样量(μl)1~50.1~0.2原点直径(mm)3~61~1.5展开后斑点直径(mm)6~152~5展开距离(cm)10~153~6展开时间(min)30~2003~20精密度RSD(%)±10±5最小检测量：吸收(ng)1~50.1~0.5荧光(pg)50~1005~10二、吸附薄层色谱的吸附剂和展开剂（一）吸附剂1.硅胶：硅胶为多孔性无定形粉末表面带有硅醇基(silanol)呈弱酸性通过硅醇基(吸附中心)与极性基团形成氢键而表现其吸附性能，由于各组分的极性基团与硅醇基形成氢键的能力不同，而各组分被分离。应用：酸性和中性物质的分离，如有机酸、酚类、醛类等24活化：加热至105~110℃左右，除去吸附水提高活度。（注意温度不可过高）活度与含水量的关系：含水量高，级数越高，吸附能力越弱，同一组分在此硅胶上的Rf值越大。分离效率：与其粒度、孔径及表面积等有关。常用硅胶硅胶H、硅胶G、硅胶GF254、硅胶HF254、硅胶HF254+366252.氧化铝碱性氧化铝(pH9.0)——分离中性或碱性化合物，如生物碱、脂溶性维生素等；中性氧化铝(pH7.5)——分离酸性及对碱不稳定的化合物；酸性氧化铝(pH4.0)——酸性化合物的分离。26硅胶与氧化铝的活度与含水量的关系硅胶含水量%活性级氧化铝含水量%0Ⅰ05Ⅱ315Ⅲ625Ⅳ1038Ⅴ15含水量越高，活性越弱。3.聚酰胺聚酰胺是由酰胺聚合而成的高分子聚合物，薄层色谱中常用的是聚己内酰胺。白色多孔的非晶型粉末，不溶于水和一般有机溶剂。与化合物质子给予体形成氢键而对该类化合物产生吸附。用于酚、酸、硝基、醌类等化合物的分离。282．展开剂(流动相)选择原则：根据被分离物质的极性、吸附剂的活性、展开剂的极性来考虑。29一般的极性大的组分用极性大的展开剂，极性小的组分用极性小的展开剂，即“相似相溶原则”Stahl简图：极性物质—活度低（活性级大）的吸附剂--极性展开剂混合溶剂先用单一溶剂展开，若Rf值太小，则加入一定量极性强的溶剂，如乙醇、丙酮等，如果Rf值太大，则加入适量极性弱的溶剂(如环己烷、石油醚等)，以降低极性。可加入一定比例的酸或碱,使斑点集中。30练习：某物质用氯仿展开时，⑴Rf值太小，甚至停留在原点，该如何调整展开剂？⑵若Rf值太大，斑点在前沿附近，又该如何调整展开剂？解：⑴Rf值太小，说明流动相极性太小，应该加大流动相的极性。在氯仿中加入一定量的甲醇或丙酮。⑵若Rf值太大，说明流动相极性太大，应加入一定量的烷烃或石油醚。31※三、薄层色谱操作方法一般操作程序：制板均匀点样集中展开(多种方式)预饱和斑点定位32（一）薄层板的制备1.薄层板的选择：表面光滑、平整、洁净，厚度一致的玻璃板、塑料板或铝箔。2.薄层的涂布：一般厚度250μm3.薄层板的活化：涂铺的薄层板自然晾干后，在105-110℃活化0.5-1h，取出，冷却至室温,存放在干燥器中.33黏结剂无机黏结剂——石膏（硫酸钙），添加石膏的吸附剂以字母“G”表示。没有黏结剂的吸附剂以字母“H”表示。无机黏结剂的优点是：耐高温，耐酸碱，但涂铺薄板动作要快，否则匀浆易凝固。薄层强度差。有机黏结剂——羧甲基纤维素钠（CMC）、淀粉、聚乙烯醇、高分子聚合物等。其特点是薄层强度高、使用方便，但不能用浓硫酸作显色剂。34(二)点样1.样品溶液的制备一般选用易挥发，与展开剂极性相似的有机溶剂，如甲醇、丙酮、乙醇等。配制样品液浓度为0.01%～0.1%。目的：使点样后溶剂能迅速挥发，减少色斑的扩散。2.点样工具:•手动点样：点样毛细管，微量注射器。•自动点样：半自动点样仪或全自动点样仪3.点样量点样量一般以几微升为宜，毛细管大约2～3cm左右。若进行薄层定量或薄层制备，可多至几百微升。点样斑点直径以2～4mm为宜。溶液宜少量多次点样。374.点样方法吸取一定量的样液，轻轻接触于薄层的点样线上，点样线一般距薄层底边1.5～2cm,点间距约0.8～1.5cm,根据板的宽度而定，点样后形成的原点面积越小越好，一般原点直径不超过2～4mm为宜。薄层定量精确的关键：原点直径的一致，点样间距的精确。（三）展开38选择大小适合的展开容器，将点有样品的薄层板放入容器内的展开剂中，浸入深度以展开剂液面距点样基线5mm为宜，密闭，展开。一般上行展开8-15cm，高效薄层板上行展开5-8cm。在溶剂前沿达到预定展距后，取出薄层板，晾干，待检测。展开方式主要有上行展开、下行展开、双向展开、水平展开、环形展开等。边缘效应:薄层展开后，位于薄层板边缘的样品斑点比移值较处于中间的斑点大的现象。边缘效应会使斑点扩散变形，从而影响样品定性结果的判断。40预饱和是减少边缘效应的有效办法。预饱和:展开前，将薄层板置于盛有展开剂的色谱缸内饱和15～30min,此时薄板不与展开剂直接接触，当色谱缸内展开剂蒸汽、薄层与缸内大气达到动态平衡时，即饱和时，再将薄层板浸入展开剂中，称预饱和。41（四）斑点的确定1.在日光下观察，划出有色物质的斑点位置。2.在紫外灯下观察有无暗斑或荧光斑点，并记录颜色、位置、强弱。能发荧光的物质或少数有紫外吸收的物质可用此法检出。433.荧光薄层板检测在254nm紫外灯下，整个薄层板呈黄绿色荧光，被测物由于荧光淬灭作用而呈现暗斑。五味子提取物TLC石油醚（30-60℃）-甲酸乙酯-甲酸（15：5：1）254nm4.显色剂显色。适用于无色，又无紫外吸收的物质。薄层色谱常用的通用型显色剂有碘，硫酸溶液，荧光黄溶液等。（1）碘蒸气对许多有机化合物都可显色，其最大特点是显色反应往往是可逆的，在空气中放置时，碘可升华挥去，组分回复原来状态。（2）10％硫酸乙醇溶液使大多数有机化合物呈有色斑点，如红