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第三章色譜分析法的應(yīng)用本章講授內(nèi)容包含經(jīng)典的薄層色譜、紙色譜和柱色譜分析的內(nèi)容;不包含GC和HPLC等現(xiàn)代色譜分析內(nèi)容(設(shè)立專題進(jìn)行講解);聲明概念及原理還記得這是一種典型的什么色譜??**按流動相狀態(tài)的不同,可分為氣相色譜法(GC)——柱色譜(現(xiàn)代分析)液相色譜法(LC)——柱色譜(經(jīng)典分析)超臨界流體色譜(SFC)——柱色譜(現(xiàn)代分析)**按操作形式可分為:薄層色譜:吸附、分配、離子交換、分子篩薄層。柱色譜:吸附、分配、離子交換、凝膠柱色譜。紙色譜:分配色譜。(現(xiàn)代分析)?第一節(jié)紙色譜一、基本原理紙色譜是以濾紙為支持物,以分配機(jī)理為主的色譜,主要用于多官能團(tuán)或高極性的親水化合物的分離,如醇類、羥基酸、氨基酸、糖類和黃酮類等。補(bǔ)充:反相色譜:流動相極性>固定相極性正相色譜:流動相極性<固定相極性紙色譜呢?紙色譜濾紙是由纖維素構(gòu)成,在水蒸汽飽和的空氣中,可吸附20%~25%的水分,其中約有6%~7%的吸附水通過氫鍵(hydrogenbonding)與纖維素的羥基結(jié)合,較難脫去。吸附水(結(jié)合水)——固定相濾紙——支持物(支持固定相)分離過程依賴于萃取原理而實(shí)現(xiàn)二、濾紙的要求與選擇濾紙的要求:紙色譜1.質(zhì)地細(xì)密,厚薄均勻,平整;2.透光度均勻,不得有污點(diǎn);3.應(yīng)有一定的強(qiáng)度,濾紙對溶劑的滲透速度適當(dāng);4.濾紙中不含有水溶性和有機(jī)溶劑可溶性雜質(zhì);5.對氨基酸分析有干擾的銅、鐵的含量應(yīng)小于1.5和10mg/kg。什么樣的濾紙才能作為紙色譜用?常用濾紙:杭州新華造紙廠生產(chǎn)的定性濾紙、定量濾紙和層析濾紙,以新華1號濾紙最為普遍;新華3號濾紙較厚,適合大量點(diǎn)樣。進(jìn)口濾紙:使用最多的為英國造的沃特曼(Whatman)1號。紙色譜*濾紙的選擇:一般選擇中速濾紙。以正丁醇為主的展開劑(如BAW),粘度較大,展開速度慢;以石油謎、氯仿為主的溶劑展開速度較快。結(jié)合實(shí)驗(yàn)要求來挑選快速、中速、慢速的濾紙。一般定性分析選用較薄的濾紙;制備選用厚質(zhì)濾紙。紙色譜*濾紙裁剪及注意事項(xiàng):需要條形狀時(shí),應(yīng)順著纖維排列的方向。在裁剪濾紙時(shí),要把周邊裁剪整齊,不能留毛邊。還要注意防止手垢和汗?jié)n等雜質(zhì)污染濾紙。能否用手撕?紙色譜有傾斜上行法或垂直上行法兩種。上行法展開的距離一般為10~15cm,展開時(shí)間約30min左右,快者只需幾分鐘,慢者需2~3h。1.上行法三、展開方式(薄層色譜和紙色譜)紙色譜的上行展開法ab樣點(diǎn)朝上,展開劑從上向下通過薄層或?yàn)V紙。展開劑通過濾紙條或紗布條作為橋梁進(jìn)行轉(zhuǎn)移。展開劑受吸附和重力的雙重作用,展開較快。
2.下行法(不常用)特殊裝置紙色譜的下行展開法ACBBAabcdabcdC混合樣品用于某些復(fù)雜成分或Rf值較小的成分的展開
3.雙向展開**邊緣效應(yīng):消除邊緣效應(yīng)的方法:1.將展開槽、紙或薄層板用展開劑蒸氣飽和;2.在層析缸內(nèi)壁貼上用展開劑浸濕的濾紙條;3.點(diǎn)樣位置距離邊緣一定距離。產(chǎn)生的原因?四、展開劑的選擇與配制*紙色譜溶劑系統(tǒng)的要求:被分離的物質(zhì)在該溶劑系統(tǒng)中比移值在0.05~0.85之間;分離兩個(gè)以上的混合物,相互間比移值最好大于0.05;檢測物質(zhì)純度時(shí)要求比移值最好在0.4~0.6之間;溶劑的任一組分均不與目標(biāo)物起化學(xué)反應(yīng)。紙色譜紙層析所得斑點(diǎn)要圓整;溶劑系統(tǒng)受溫度變化小,而且容易迅速達(dá)到平衡;展開系統(tǒng)的選擇原則:多用極性的混合溶劑,且其中之一是水。在選擇展開劑時(shí),一般按照“相似相溶”原理進(jìn)行,多用BAW(Butanol:Acetic
acid:Water);紙色譜若分離可溶于乙醇和水,且較易溶于乙醇的中等親水性物質(zhì),采用中等含水量的溶劑系統(tǒng)。若分離易溶于水、但難溶于乙醇的強(qiáng)親水性物質(zhì)時(shí),選含水量在10%~40%的高含水系統(tǒng)。對于難溶于水,但易溶于親脂性溶劑的物質(zhì),則展開劑主要組分是苯、環(huán)己烷、四氯化碳、甲苯等。紙色譜分離酸性或堿性物質(zhì)時(shí)溶劑系統(tǒng):由于酸或堿的電離平衡現(xiàn)象,展開時(shí)將產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象。在溶劑中加入酸或堿來抑制弱酸或弱堿的電離;或在濾紙上噴緩沖鹽,以保持一定的pH值,干后再展開。必須注意:展開劑也須事先用緩沖液平衡后再使用。記得原因嗎?有其他原因嗎?紙色譜斑點(diǎn)拖尾現(xiàn)象形成的幾種原因:①點(diǎn)樣量過多,超過了濾紙溶劑的溶解能力。②物質(zhì)電離,導(dǎo)致Rf值差異。③被分離的物質(zhì)與濾紙上的Cu2+、Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)形成絡(luò)合物而形成拖尾,可改用純?yōu)V紙展開。④某些物質(zhì)在展開過程中分解,產(chǎn)物有不同的Rf值。五、操作步驟
確定并標(biāo)記點(diǎn)樣位置→點(diǎn)樣→濾紙飽和→展開→斑點(diǎn)檢出①點(diǎn)樣:
距底邊15~20mm,點(diǎn)間距離約為8~12mm,樣點(diǎn)直徑為1~3mm左右。點(diǎn)好樣品,風(fēng)干或吹風(fēng)機(jī)吹干。紙色譜②飽和與展開:
將濾紙懸吊于裝有展開劑的色譜缸中,用蓋蓋好,靜置1~2h后將點(diǎn)樣端垂直浸入展開劑中展開;溶劑的前沿升到接近濾紙頂端時(shí),取出濾紙,立即用鉛筆畫出溶劑前沿所在位置,吹干。紙色譜③顯色:分為物理法和化學(xué)法兩種:紙色譜用噴壺距濾紙約30~40cm,向?yàn)V紙均勻噴灑顯色劑,以濾紙基本打濕為宜。然后用吹風(fēng)機(jī)熱風(fēng)緩緩吹干并加熱濾紙,直到顯示出斑點(diǎn)為止?;瘜W(xué)法:一種或數(shù)種化學(xué)試劑與被檢出物質(zhì)反應(yīng),生成有顏色的化合物,試劑叫顯色劑。物理法:非破壞性方法,特點(diǎn)是被撿物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)變化,不被破壞。適用于雙向展開、多次展開、定位后掃描測定或洗脫定量等。紙色譜
1)紫外光:對未知化合物,展開后在用顯色劑以前,應(yīng)先在紫外燈下進(jìn)行察看。紫外光常用兩種波長254nm與365nm。2)碘:碘是一種非破壞性顯色劑,價(jià)廉易得,顯色迅速、靈敏。與物質(zhì)的反應(yīng)往往是可逆的。3)水:為非破壞性顯色劑,用于硅膠薄層,紙色譜不常用。紙色譜④測量Rf值與鑒定:用鉛筆將所有斑點(diǎn)的輪廓描出來,并確定出各斑點(diǎn)的中心位置。分別量出點(diǎn)樣點(diǎn)到溶劑前沿的距離和各斑點(diǎn)位置的距離,按照Rf值定義計(jì)算各斑點(diǎn)的Rf值。紙色譜紙色譜分離-可見分光光度法測定實(shí)例展開劑:水洗脫劑:95%乙醇分析波長:365nmC=0.04986A-8.0309×10-5;R=0.9994顯色劑:
5%NaNO2,10%Al(NO3)30.4mL,1mol/LNaOH可分為物理吸附和化學(xué)吸附:物理吸附是以分子間力相互吸引的,一般情況下吸附熱較小,如活性炭吸附氣體?;瘜W(xué)吸附是以類似于化學(xué)鍵的力相互吸引,被吸附的物質(zhì)往往發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),所以大都是不可逆的。范得華力1、吸附色譜按照原理注意:不可逆的反應(yīng)在色譜上不能用第二節(jié)薄層色譜固體對液體中溶質(zhì)或微粒的吸附作用,如在生產(chǎn)注射液的過程中,常用活性炭脫色。由于色素對活性炭的吸力要比溶劑對活性炭的吸附力大,所以色素能被吸附劑所吸附?!跋嗨葡嗳堋???水——極性水——極性水溶性成分
——極性薄層色譜不同物質(zhì)與吸附劑(固定相)之間的吸附力不同;不同物質(zhì)在溶劑(流動相)中的溶解度不同;當(dāng)達(dá)到吸附和溶解(解吸)平衡時(shí),不同的物質(zhì)在固定相和流動相之間便具有不同的分配比或平衡常數(shù)(K)。當(dāng)流動相向前移動時(shí),相當(dāng)于對成分進(jìn)行了一次富集。到達(dá)前方的各成分會在新位置于固定相和流動相之間重新形成平衡。同時(shí),原位置殘留的各成分因新鮮溶劑的到來也會在原位置重新形成平衡。吸附薄層色譜:薄層色譜吸附劑可按其物理性質(zhì)分成極性和非極性吸附劑極性吸附劑:具親水特性,如氧化鋁、硅膠、活性白土等,適用于非極性或極性小的溶劑。非極性吸附劑:具有疏水特性,最好是從極性溶劑中吸附溶質(zhì),典型吸附劑是活性炭。薄層色譜吸附劑可按其化學(xué)性質(zhì)分中性、酸性和堿性吸附劑酸性硅膠、鋁硅酸鹽屬酸性吸附劑氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣屬堿性吸附劑
碳酸鈣、硫酸鈣和蔗糖等屬中性吸附劑
注意:某些氧化鋁為兩性化合物,經(jīng)酸或堿處理后易獲得另外的性質(zhì)薄層色譜根據(jù)吸附能力的大小或吸附量的大小可分成弱、中、強(qiáng)三種蔗糖<淀粉<滑石粉<碳酸鈉活性硅酸鎂<活性氧化鋁<活性炭<活性氧化鎂<漂白土
碳酸鈣<磷酸鈣<磷酸鎂<氧化鎂<沉淀氫氧化鈣注意:酸性吸附劑容易吸附堿性物質(zhì),酸性化合物易被一些堿性吸附劑所吸附
弱強(qiáng)中溶劑和吸附劑的關(guān)系比單純注意吸附劑的等級和活化度更重要在水溶液中,對于極性較低的化合物,若用硅膠或氧化鋁為吸附劑則效力很低,因?yàn)檫@時(shí)溶劑較溶質(zhì)更易于被吸附。這種情況下應(yīng)該用非極性的吸附劑,例如活性炭?;罨潭扰c吸附力吸附劑的性質(zhì)與吸附力吸附劑的種類與吸附力XDA-系列NK-系列X-系列
常用吸附劑的特性(1)氧化鋁:有堿性、中性和酸性三類,粒度規(guī)格大多為100~150目。堿性氧化鋁(pH9~10):適用于堿性物質(zhì)(如胺、生物堿)和對酸敏感的樣品(如縮醛、糖苷等),也適用于烴類、甾體化合物等中性物質(zhì)的分離。酸性氧化鋁(pH3.5~4.5):適用于酸性物質(zhì)如有機(jī)酸、氨基酸等以及色素和醛類化合物的分離。中性氧化鋁(pH7~7.5):適用于醛、酮、醌、苷和硝基化合物以及在堿性介質(zhì)中不穩(wěn)定的物質(zhì)如酯、內(nèi)酯等的分離,也用來分離弱的有機(jī)酸和堿等。薄層色譜(2)硅膠:柱色譜用硅膠一般不含粘合劑。適用范圍:非極性和極性化合物,如芳香油、萜類、甾體、生物堿、強(qiáng)心甙、蒽醌類、酸性、酚性化合物、磷脂類、脂肪酸、氨基酸等。(3)聚酰胺:色譜用聚酰胺主要有錦綸6(聚己內(nèi)酰胺)和錦綸66(聚己二酰己二胺)兩種,分子量一般在16000~20000,親水性和親脂性均較好,既可分離水溶性成分,也可分離脂溶性成分??扇苡跐恹}酸、甲酸及熱的乙酸、甲酰胺和二甲基甲酰胺,微溶于乙酸和苯酚,不溶于醇、氯仿、丙酮、乙醚、苯等;對堿穩(wěn)定,對強(qiáng)酸可水解。薄層色譜2、離子交換色譜(IonExchangeChromatography)
離子交換是利用一種不溶性高分子化合物,其分子中具有解離性基團(tuán)(交換基),在水溶液中能與溶液中的其他陽離子或陰離子起交換作用。
交換反應(yīng)是平衡反應(yīng),在層析柱上進(jìn)行時(shí),由于連續(xù)添加新的交換溶液,平衡不斷向正反應(yīng)方進(jìn)行,直至完全,溶液中的離子不斷被交換而濃度逐漸減少,因此也可以全部被交換而吸著在交換劑上。薄層色譜離子交換樹脂主要可以分為:陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、兩性離子交換樹脂和絡(luò)合樹脂等。兩性離子交換樹脂和絡(luò)合樹脂在成分分離上不常用。根據(jù)解離性能大小,還可分為強(qiáng)、中、弱等。陽離子交換樹脂的解離性基團(tuán)是磺酸基(–SO3H)、磷酸(–
PO4H2)、羧酸(–
COOH)和酚羥基(–
OH)等酸性基團(tuán)。陰離子交換樹脂中含有季銨、伯、仲、叔胺等堿性基團(tuán)。薄層色譜1)強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂
①聚苯乙烯強(qiáng)酸型樹脂:是最常用的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂,以苯乙烯為單位,向上下左右延伸的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是它的母體。母體上連結(jié)許多-SO3H。薄層色譜②酚磺酸型樹脂:對羥基苯磺酸和甲醛縮合而成。一般為黑色,交換量比苯乙烯樹脂小,遇堿或氧化劑時(shí),性能易變化,故應(yīng)用范圍較小。
薄層色譜2)強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂:樹脂的母體和苯乙烯強(qiáng)酸性樹脂相同,區(qū)別在于母體上連結(jié)有季銨。對酸、堿和有機(jī)溶劑亦較穩(wěn)定,但在濃硝酸中不穩(wěn)定。薄層色譜3)弱酸性陽離子交換樹脂:含有—COOH的樹脂,母體有芳香族和脂肪族兩種。脂肪族類型中用甲基丙烯酸和二乙烯基苯聚合的較多。
芳香族類型的用二羥基苯酸和甲醛聚合的較多。薄層色譜4)弱堿性陰離子交換樹脂:含有-NH2,-NH等基團(tuán)的陰離子交換樹脂。這種樹脂有黃、橙、黑等顏色。薄層色譜相當(dāng)于連續(xù)多次的液-液萃取。固定相和流動相均是液體,固定相的液體由其它固體材料(支持劑、載體或擔(dān)體)來支持或載附,不隨流動相的移動而移動。物質(zhì)的分離是依靠不同物質(zhì)在固定相和流動相之間以不同的分配系數(shù)(K)連續(xù)不斷地形成分配平衡而實(shí)現(xiàn)。3、分配薄層色譜:薄層色譜TLC(ThinLayerChromatography):把吸附劑或支持劑鋪在玻璃板上,將樣品點(diǎn)在其上,然后用溶劑展開,使樣品中各個(gè)組分相互分離的方法。簡便、應(yīng)用范圍非常廣泛。分類:吸附薄層、分配薄層、離子交換薄層、分子篩薄層等。主要介紹前兩種。按照操作形式二、基本概念薄層色譜1、Rf值物質(zhì)在薄層板上移動速度常用Rf值(比移值)表示,其定義是:薄層色譜
薄層的厚度
吸附劑的種類、粒度、活度(吸附能力)
展開劑的純度、組成及揮發(fā)性
展開方式(上行或下行)
展開缸的形狀、大小及飽和程度
外界溫度等薄層色譜影響Rf值的因素:薄層色譜在固定條件下,特定化合物的Rf值是一個(gè)常數(shù)。在條件完全相同的情況下,Rf值可以作為該化合物定性檢定的物理指標(biāo),就像測定熔點(diǎn)或其它物理常數(shù)一樣。為了獲得相同的色譜條件,通常是把未知樣和標(biāo)準(zhǔn)樣同時(shí)滴加在同一塊薄板上。薄層色譜
Rf的特性和應(yīng)用:薄層色譜1、吸附色譜常用的吸附劑有硅膠、氧化鋁,粒度一般為150~300目,其次是聚酰胺和纖維素,粒度一般分別為70~140目和160~200目。氧化鋁的極性比硅膠大,比較適用于分離極性較小的化合物(烴、醚、醛、酮、鹵代烴等);相反,硅膠適用于分離極性較大的化合物(羧酸、醇、胺等)。非極性化合物在硅膠板上吸附較弱,分離較差,Rf值較大。三、吸附劑和支持劑
薄層色譜常見有機(jī)液體的極性次序?yàn)椋菏兔眩辑h(huán)己烷<四氯化碳<三氯乙烯<二硫化碳<苯<1,2-二氯乙烷<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇<水<乙酸。對于氧化鋁來說,吸附力由小到大的次序?yàn)椋何焱椋际兔眩技和椋辑h(huán)己烷<四氯化碳<苯<乙醚<氯仿<二氯甲烷<乙酸乙酯<異丙醇<乙醇<甲醇<乙酸。對于硅膠來說則為:環(huán)己烷<石油醚<戊烷<四氯化碳<苯<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<乙醇<水<丙酮<乙酸<甲醇。這種次序的局部顛倒現(xiàn)象可能是由更復(fù)雜的原因造成的。
2、分配色譜:支持劑:硅膠、硅藻土、纖維素等。固定相:水、甲酰胺、石蠟油等。薄層粘合劑及其他添加劑:石膏(10%
~15%)、羧甲基纖維素鈉(0.5%
~1%)、淀粉(5%)、聚乙烯醇(0.5%
~1%)等。硅膠G就是含13%
~15%石膏的制品。添加1.5%的硅酸鋅錳,制成熒光板。如市售的硅膠GF254。加入硝酸銀可制成硝酸銀薄板,用于分離含π鍵的順、反異構(gòu)體。添加硼酸制成的薄層板則可以分離單糖類化合物的赤式和蘇式異構(gòu)體。蘇式構(gòu)型和赤式構(gòu)型:(補(bǔ)充?。?/p>
與蘇阿糖構(gòu)型相似者為蘇式構(gòu)型;與赤蘚糖構(gòu)型相似者為赤式構(gòu)型。例:大原則:選擇展開劑需要針對吸附劑的種類、活度和被分離混合物的組成及各成分的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等情況綜合而定。小原則:被分離物質(zhì)和展開劑之間的極性關(guān)系應(yīng)符合“相似相溶原理”。該原則可用于確定展開劑的大致范圍。具體方法:粗選→預(yù)試驗(yàn)(小板試驗(yàn))→確定四、展開劑及其選擇薄層色譜薄板的選擇最常用的薄板是玻璃板,其大小選擇根據(jù)目的、樣品量、組分的數(shù)目多少和展開的方式等綜合而定。小量制備:待分離組分總量在0.5~1g左右,可采用400mm×350mm的薄板1~3塊即可。預(yù)試或定性分析:用單項(xiàng)展開時(shí),多用載玻片(200mm×50mm,200mm×25mm或75mm×25mm)。雙向展開一般采用200mm×200mm或400mm×200mm的大板。玻璃板要求:平整、光滑、干凈。薄層掃描用不能用玻璃板。五、基本操作
1.薄層板的選擇薄層色譜濕鋪法和干鋪法干鋪法2、制板方法:薄層色譜濕鋪法
概念:將溶劑或含粘合劑的溶劑和吸附劑按一定的比例,一般硅膠為30g/(75~90)ml,氧化鋁為25g/50ml,加到一起,調(diào)成糊狀,然后再將糊狀物均勻的鋪在薄板上的方法。薄層色譜濕鋪法操作步驟:①調(diào)糊②徒手鋪板:③質(zhì)量的判定:④后處理:晾干后,活化。薄層色譜濕鋪法的操作:①調(diào)糊硅膠G、氧化鋁G、硅膠GF254或不含粘合劑的吸附劑如硅膠H、氧化鋁H的充分調(diào)勻,均是取1份吸附劑,加入2~3份水。用CMC作粘合劑:0.5%羧甲基纖維素鈉溶液100ml,加硅膠H(200~250目)30g或氧化鋁50g,充分調(diào)勻后,即可涂鋪。用淀粉作粘合劑時(shí):取硅膠H(200~250目)0.95份,加0.05份淀粉(可溶性淀粉不能用),加水2~3份,將容器放在沸水浴上加熱,不停攪拌下煮沸5分鐘,直到獲得最大的粘稠度,再加水1份,再煮1~2min,調(diào)勻,冷后涂鋪。纖維素粉:纖維素粉1份,加水(或丙酮)5~6份調(diào)成糊狀后涂鋪。聚酰胺1g,加6mL85%甲酸,攪拌溶解后,再加70%乙醇3mL,調(diào)勻后,便可涂鋪。薄層色譜②鋪板:將調(diào)制好的糊倒在備用的玻板上,用玻棒初步攤開,用拇指和食指抓住玻板一端,在桌面上反復(fù)震動數(shù)次,待薄層糊鋪展均勻后,平放在平臺上即可。適合微型板的制備。鋪板器:薄層色譜③薄層板質(zhì)量的判定:薄厚均勻,層面不應(yīng)有波紋,也不應(yīng)有透過吸附劑而看到玻璃板的斑點(diǎn)。④薄板的后處理:硅膠板一般在105℃,最高不超過128℃,烘箱中烘烤半小時(shí),冷卻后取出在干燥器中保存?zhèn)溆?。作為分配色譜的硅膠薄層板無需活化,在室溫下放置12~24h后即可使用;氧化鋁板200~220℃活化4h,得活性為Ⅱ級的板。150~160℃活化4h,得活性為Ⅲ~Ⅳ級的板。薄層色譜3.點(diǎn)樣點(diǎn)樣的概念:點(diǎn)樣工具:微量注射器;毛細(xì)管。點(diǎn)樣方法:液體直接點(diǎn)樣法;固體添埋法。樣點(diǎn)式樣:點(diǎn)型;線型;條型。薄層色譜點(diǎn)樣應(yīng)注意的五個(gè)問題:點(diǎn)樣液的濃度:5%準(zhǔn)備液
0.1%~1%點(diǎn)樣液點(diǎn)樣斑點(diǎn)的大小:點(diǎn)樣斑點(diǎn)直徑不大于3mm;點(diǎn)樣量:
0.25mm薄層,幾微克~幾百微克,定性分析;
2mm薄層,可達(dá)幾十毫克~幾百毫克,制備。點(diǎn)樣位置:距底邊約1.5~2cm的起始線上,點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離一般為1.5~2cm。薄層色譜展開/展層的概念:展層的容器:除專用的色譜缸外,玻璃標(biāo)本缸、染色缸、廣口瓶、大量筒、大試管等可代用。展層方式:上行法;下行法;雙向法等。4.展開/展層薄層色譜如成分本身有顏色,它們的位置馬上可以確定。5.顯色/檢出(定性、定量)芍藥大青葉薄層色譜物理法:非破壞性方法,特點(diǎn)是被撿物質(zhì)本身不發(fā)生化學(xué)變化,不被破壞,適用于雙向展開、多次展開、定位后掃描測定或洗脫定量等。1)定位方法(物理法和化學(xué)法)
1)紫外光:對未知化合物,展開后在用顯色劑以前,都應(yīng)先在紫外燈下進(jìn)行察看。紫外光常用兩種波長254nm與365nm,可根據(jù)具體情況來選擇。紫外光可單獨(dú)使用,也可與顯色劑配合使用。如果化合物能吸收紫外光同時(shí)又放出更長波長的光,即發(fā)出熒光,則也可用此熒光定位。人參黃柏2)碘:碘是一種非破壞性顯色劑,價(jià)廉易得,顯色迅速、靈敏。與物質(zhì)的反應(yīng)往往是可逆的。最簡單的顯色方法是在一個(gè)帶蓋的展開槽內(nèi)(其它密閉容器也可)、放幾粒碘晶體,展開后的薄層板在除去溶劑以后,放人盛碘容器內(nèi),由于碘蒸氣可溶入許多有機(jī)化合物,致使斑點(diǎn)呈淡黃色或褐色。然后取出薄層板,劃出斑點(diǎn)輪廓。在空氣中放置一段時(shí)間,碘揮發(fā),顏色就可以完全褪去。3)水:為一種非破壞性顯色劑,用于硅膠薄層。當(dāng)許多憎水性化合物展開后,用水噴薄層板,對光觀察,在半透明的薄層板上,顯出白色不透明的斑點(diǎn)。
化學(xué)法:一種或數(shù)種化學(xué)試劑與被檢出物質(zhì)反應(yīng),生成有顏色的化合物,試劑叫顯色劑。直接噴霧法:√用一種噴霧器噴灑某種試劑溶液在紙或簿層表面使無色物質(zhì)顯色,是一種應(yīng)用極廣的方法。2)顯色的方法浸漬法:將展開后的薄層板浸入顯色劑中,使薄層板輕輕通過,干燥。顯色劑(通用顯色劑和專用顯色劑):(i)硫酸(不適用于紙色譜)常用四種溶液:硫酸-水(1∶1)溶液;硫酸-甲醇或乙醇(1∶1)溶液;1.5mol/L硫酸溶液與0.5~1.5mol/L硫酸銨溶液。噴霧后,有的化合物立即反應(yīng),但大多數(shù)化合物需加熱至105~130℃數(shù)分鐘才顯色,不同化合物的反應(yīng)不同,所顯顏色也往往各異。(ii)磷鉬酸溶液(不適用于紙色譜)常用5%磷鉬酸乙醇溶液,適用于多種有機(jī)化合物。噴后于120℃烘烤,還原性物質(zhì)均顯藍(lán)色。(通用顯色劑)(iii)高錳酸鉀溶液(不適用于紙色譜)
可作成0.05%堿性或中性溶液,與許多有機(jī)化合物反應(yīng),在淡紅色背景上斑點(diǎn)顯黃色。如用高錳酸鉀-硝酸溶液,則背景為藍(lán)綠色,斑點(diǎn)顯黃色。(iv)熒光黃溶液常用0.05%熒光黃的50%甲醇溶液。噴霧后在紫外光下觀察,為芳香族與雜環(huán)化合物的通用顯色劑。專用顯色劑是指對某個(gè)或某一類化合物顯色的試劑,利用化合物本身的特有性質(zhì),或利用其所含的某些官能團(tuán)的特殊反應(yīng)。(專用顯色劑)3.定量
一類為洗脫測定法,將所需測定的斑點(diǎn)中的組分用適當(dāng)溶劑洗脫,再選用適當(dāng)方法定量;另一類為直接測定法,色譜分離后,直接用肉眼觀察比較或用儀器掃描斑點(diǎn)而測定其含量。
3.1洗脫測定法
樣品經(jīng)色譜分離后,用適當(dāng)方法定出斑點(diǎn)位置,然后用溶劑將斑點(diǎn)中的化合物洗脫、測定。3.1.2對照法在同一張薄層板上隨同樣品點(diǎn)一個(gè)或幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品作為對照。展開后,將所要測定樣品點(diǎn)的部分用玻璃板蓋住,對照用的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)用顯色劑噴霧顯色;由顯色后對照斑點(diǎn)的位置來確定未顯色樣品點(diǎn)部位中所要測定斑點(diǎn)的位置,再將該斑點(diǎn)中化合物洗脫測定。3.1.1直接定位法有色化合物直接定位,有熒光的化合物用紫外光定位,碘蒸汽顯色定位。3.1.3斑點(diǎn)的洗脫可以用小刀直接刮入容器中,然后用溶劑洗脫;用超聲波振蕩后,再離心,吸取上部清液進(jìn)行測定。也可將吸附劑直接劑顯色后,刮取,離心,取上清液測定。3.1.4測定
紫外分光光度法:用溶劑將斑點(diǎn)中化合物洗脫后調(diào)整至一定體積,在此化合物的最大吸收波長處進(jìn)行測定。注意對照的正確設(shè)置。比色法:選擇靈敏度高、專屬性好的比色試劑進(jìn)行反應(yīng),在最大吸收波長下進(jìn)行比色。注意對照的正確設(shè)置。
3.2
直接測定法3.2.1目測法將所得斑點(diǎn)大小和顏色的深淺與標(biāo)準(zhǔn)品在相同條件下展開所得到的一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)斑點(diǎn)相比較,近似地判斷樣品中所測成分的含量。誤差較大。3.2.2
測面積法斑點(diǎn)面積A與樣品含量W間的關(guān)系符合下述的一種:
W—A;W—;logW—A;logW—;logW—logA
該方法誤差也較大。3.2.3
儀器測定法薄層可用光密度計(jì)(薄層掃描儀)(TLCScanner)掃描定量。近年來,由于儀器的不斷發(fā)展和完善,用薄層掃描儀測定斑點(diǎn)中化合物含量的方法已成為薄層定量的主要方法。薄層色譜六、薄層掃描儀1、測定原理薄層掃描法(TLCscanning)或薄層光密度法(TlCdensitometry)是用薄層掃描儀直接測定薄層板上斑點(diǎn)的吸光度(透射光或反射光強(qiáng)度)的定量方法,即利用薄層掃描儀對薄層板上的斑點(diǎn)直接掃描,透射光或反射光被光電倍增管接收,放大并轉(zhuǎn)換為電訊號,被記錄器記錄,由于斑點(diǎn)吸收了光,在記錄紙上呈現(xiàn)出一個(gè)峰,數(shù)據(jù)處理機(jī)自動記錄峰面積(或峰高)值,并計(jì)算出斑點(diǎn)中化合物的量。薄層色譜薄層色譜2.測量方法2.1透射法:單色光垂直照射在薄層表面,并透過斑點(diǎn),測量透射光的強(qiáng)度,以測定斑點(diǎn)內(nèi)被測物質(zhì)的量。玻璃板吸收200~300nm的光,采用石英板測定紫外范圍,玻璃板測定可見范圍(300~700nm)。2.2反射法:單色光垂直照射薄層斑點(diǎn)后,測量其反射光的強(qiáng)度,以測定色點(diǎn)內(nèi)物質(zhì)的量。2.3熒光法:是以能激發(fā)熒光的物質(zhì)為對象,基線穩(wěn)定,峰面積與濃度在比較大的范圍內(nèi)成線性關(guān)系,具有專一性和靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。薄層色譜應(yīng)用實(shí)例:板藍(lán)根、大青葉中靛藍(lán)、靛玉紅的含量測定儀器:雙波長薄層掃描儀(KAMAGscanner3,瑞士卡瑪公司),半自動點(diǎn)樣儀(Linomat5,瑞士卡瑪公司)⑴待測樣溶液的制備。⑵標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備。精密稱取在60℃烘箱中干燥至恒重的靛藍(lán)、靛玉紅標(biāo)準(zhǔn)品,用體積分?jǐn)?shù)40%乙醇氯仿溶液制成0.1mg/mL對照液。⑶薄層色譜條件。參照《中國藥典》中描述的方法。⑷點(diǎn)樣、掃描與計(jì)算。精密吸取待測樣溶液5μL,標(biāo)準(zhǔn)品溶液2μL和7μL,用半自動點(diǎn)樣儀分別交叉點(diǎn)于同一硅膠薄層板上,展開后進(jìn)行雙波長反射法鋸齒掃描,測量待測樣品溶液吸收度積分值與標(biāo)準(zhǔn)品吸收度積分值,計(jì)算含量。⑸穩(wěn)定性試驗(yàn)。精密吸取標(biāo)準(zhǔn)品溶液5μL
點(diǎn)于硅膠薄層板上,展開,掃描測定,計(jì)算濃度。⑹精密度試驗(yàn)。薄層板上點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)品溶液7點(diǎn),每點(diǎn)5μL,展開,掃描,計(jì)算濃度。⑺加標(biāo)回收率試驗(yàn)。加標(biāo)后進(jìn)行提取、加樣,薄層掃描法測定含量,求出加標(biāo)回收率。分別取靛藍(lán)、靛玉紅對照溶液,在200~700nm波長范圍內(nèi)掃描,靛藍(lán)在608nm處有最大吸收,靛玉紅在544nm處有最大吸收,且相互干擾較小,2種成分在700nm處幾乎無吸收。因此,確定λS=544和608nm分別為靛藍(lán)、靛玉紅的測定波長,λR=700nm為參比波長。
測定方法高效液相色譜法雙波長分光光度法薄層掃描法靛藍(lán)含量330.49390.28310.22靛玉紅含量363.33441.19359.65柱色譜是將吸附劑填充到一根玻璃管或金屬管中進(jìn)行的色譜技術(shù)。可以用來分離大多數(shù)有機(jī)化合物,尤其適合于分離復(fù)雜的天然產(chǎn)物和精制較大量的樣品。第三節(jié)柱色譜法的應(yīng)用層析過程是基于樣品組分在兩“相”溶劑之間的分配系數(shù)(分配層析)、吸附劑對組分的吸附能力(吸附層析)、離子交換的性質(zhì)(離子交換層析)、分子的大小(排阻層析)等差異而分離。大型色譜柱記錄器(1)(2)泵(3)(4)(5)adaptorreservoirA梯度制造器緩沖液膠體層析柱膠體填裝監(jiān)視器分步收集器層析系統(tǒng)的組成層析的操作步驟
裝置選擇上樣和洗脫結(jié)果檢測
上樣均一性洗脫裝置目的不同檢測方法不同活性檢測基質(zhì)均勻性柱層析的L/d比值設(shè)A、B兩組份中A的分配系數(shù)KA大于B的分配系數(shù)KB。分配系數(shù)小的B先被流動相帶出色譜柱進(jìn)入檢測器。檢測器將可測性質(zhì)轉(zhuǎn)化為電訊號,并通過記錄儀記錄下來形成B峰。分配系數(shù)大的A組份后流出色譜柱進(jìn)入檢測器,在記錄儀上形成A峰。分離原理AB有交叉一、分配柱色譜二、吸附柱色譜1.吸附劑的活度及其調(diào)節(jié)吸附劑的活性取決于含水量。吸附劑的活性一般分為五級(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ)。數(shù)字越大,表示活性越小,一般常用Ⅱ~Ⅲ。向吸附劑中添加水,可以降低其活性。反之,除去吸附劑中的部分水,則可增加活性。后者稱為吸附劑的活化。與吸附薄層有區(qū)別嗎?二、吸附柱色譜2、層析工藝過程確定吸附劑用量→選擇柱子→裝柱→測量柱留體積→加樣或拌樣→洗脫→分部收集→檢測→合并→濃縮氧化鋁:一般選擇中性、150~200目;
用量:1g樣品/20~50g,特例1g樣品/100~200g。硅膠:1g樣品/20~50g,特例1g樣品/500~1000g,用前120℃烘24h。柱色譜3、選擇色譜柱及裝柱:實(shí)驗(yàn)室用玻璃柱,工業(yè)用不銹鋼柱。要求:徑長比1:10~1:20,特例1:40;內(nèi)壁光滑均勻,上下粗細(xì)均勻;管壁無裂縫,活塞密封好;柱子大小由吸附劑用量確定;吸附劑為柱體積的3/4~4/5。內(nèi)壁不光滑易產(chǎn)生溝流柱色譜干裝柱法:在下端減壓抽氣的同時(shí),將吸附劑通過長徑漏斗緩緩倒入。濕裝柱法:方法一:加入一定體積的溶劑,緩慢加入吸附劑(必要時(shí)可輕敲柱壁),排除多余溶劑,計(jì)算柱留體積;方法二:量取一定體積的溶劑倒入稱量好的吸附劑,間歇性攪拌數(shù)次,攪拌下裝柱,計(jì)算柱留體積。柱色譜4、加樣:方法一:將樣品溶于合適的溶劑,不擾動吸附劑層面,加到柱體上面,用少量溶劑洗滌柱壁2~3次;方法二:將樣品溶于合適的溶劑后,在攪拌下加入樣品量3~5倍的吸附劑,晾干至粉末狀,然后在不擾動吸附劑層面的情況下,加到柱體上面。要記得哦柱色譜5、洗脫:在洗脫的過程中,尤其是開始階段,不能擾動層面。洗脫速度一般為每分鐘流出1/200柱留體積左右,標(biāo)記分界管號。也可用溶劑存儲瓶(SCHLENK),較貴。規(guī)格有:25ml、50ml、100ml、250ml和350ml。自己算算3cm×50cm的柱1min大約流出多少毫升?柱色譜分部收集:一般每管收集1/20~1/10柱留體積檢測:確定目標(biāo)物的位置及純化情況方法一:薄層色譜或紙色譜檢測;方法二:氣相色譜或液相色譜檢測;合并:成分相同或相似的收集液合并,交叉部分單獨(dú)收集。濃縮:旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā),確保燒瓶干燥干凈。柱色譜二、聚酰胺柱色譜聚酰胺(Polyamide)己發(fā)展成為用途廣泛的層析方法,如黃酮、酚類、醚類、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。尤其對黃酮類、酚類、醌類等的分離比其他方法優(yōu)越。
其特點(diǎn)是:分離效果高,可分離性質(zhì)極相近的類似物,柱層析的樣品容量大,適于制備。柱色譜前處理和裝柱:若用含水溶劑系統(tǒng)層析,常以水裝柱。聚酰胺粉以90%~95%乙醇浸泡(除去蠟質(zhì)),攪拌除去氣泡后裝柱。聚酰胺的處理:用3~4BV的90%~95%乙醇洗滌至洗液透明,蒸干后無殘?jiān)来斡?~2.5BV的5%NaOH除去單體和聚酰胺低聚物、1BV的蒸餾水、2~2.5BV的l0%醋酸水溶液洗滌,最后用蒸餾水洗至中性,備用。絕對不能搞反了柱色譜前處理和裝柱:以非極性溶劑層析時(shí),常以溶劑組份中極性低的組份裝柱:若以氯仿裝柱,因其比重較大使聚酰胺粉浮在上面,加樣時(shí)應(yīng)將柱底端的氯仿層放出,立即加樣后頂端以棉花塞緊。關(guān)閉層析時(shí)應(yīng)將頂端的多余氯仿液放出,否則,聚酰胺會浮起而攪亂層帶。還得記住柱色譜加樣:樣品常用洗脫劑溶解,濃度在20%~30%。拌入干粉中,拌勻后將溶劑減壓蒸去,以洗脫劑浸泡裝入柱中。一般每l00ml聚酰胺粉可上樣1.5~2.5克。特例:若利用聚酰胺除去鞣質(zhì),樣品上樣量可大大增加。通常觀察其在柱上形成橙紅色色帶的移動,當(dāng)樣品加至該色帶移至柱的近底端時(shí),停止加樣。柱色譜洗脫:洗脫劑常采用由稀至濃的乙醇液(10%、30%、50%、70%、95%),或氯仿→氯仿-甲醇(19+1,l0+1,5+1,2+1,1+1)→甲醇依次洗脫。若仍有物質(zhì)末洗脫下來,可采用3.5%氨水洗脫。更換洗脫劑一般在洗脫液顏色變?yōu)楹艿瓡r(shí)進(jìn)行。收集與檢測:同上。柱色譜聚酰胺粉的再生:一般用5%NaOH洗滌,洗至顏色極淡為止。有時(shí)因某些鞣質(zhì)與聚酰胺有不可逆吸附,用氫氧化鈉很難洗脫時(shí),可用5%NaOH液在柱中浸泡。每天將柱中氫氧化鈉液放出一次,并加入新的氫氧化鈉液浸泡,這樣浸泡洗滌一周后,鞣質(zhì)可基本洗完。然后用
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