薄层色谱法

薄层色谱法薄层色谱法（THINLAYERCHROMATOGRAPHY，TLC）薄层色谱法,又称薄层层析（《中国药典》2015年版四部通则0502薄层色谱法），系将供试品溶液点于薄层板上，在展开容器内用展开剂展开，使供试品所含成分分离，所得色谱图与适宜的标准物质按同法所得色谱图对比，亦可用薄层色谱扫描仪进行扫描，用于鉴别、检查或含量测定。薄层色谱法是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术，也用于跟踪反应进程。薄层色谱不需要特殊设备，操作简单，试样和展开剂用量少，展开速度快。特别适合于挥发性较小或较高温易发生变化的物质的分离。薄层色谱经常被用于探索柱层色谱分离条件和监测柱层色谱过程。薄层色谱在药品食品检验、化工化学、临床医学、农药残留检测等领域得到广泛应用。一、发展历史1938年俄国人首先实现了在氧化铝薄层上分离一种天然药物。1965年德国化学家出版了“薄层色谱法”一书，促进了这一技术的发展。因TLC法设备简单，分析速度快，分离效率高，结果直观，很快被用作定性和半定量的方法。70年代中后期发展了高效薄层色谱。80年代以后发展了薄层色谱光密度扫描仪，各步操作实现了仪器化，并实现了计算机化。发展起来至今，仍被广泛采用。薄层色谱扫描仪二、基本原理薄层色谱法是一种吸附薄层色谱分离法，它利用各成分对同一吸附剂吸附能力不同，使在流动相（溶剂）流过固定相（吸附剂）的过程中，连续的产生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附，从而达到各成分的互相分离的目的。薄层层析可根据作为固定相的支持物不同，分为薄层吸附层析(吸附剂）、薄层分配层析（纤维素）、薄层离子交换层析（离子交换剂）、薄层凝胶层析（分子筛凝胶）等。一般实验中应用较多的是以吸附剂为固定相的薄层吸附层析。液-固吸附三、仪器与材料①薄层板按支持物的材质分为玻璃板、塑料板或铝板等；按固定相种类分为硅胶薄层板、键合硅胶板、微晶纤维薄层板、聚酰胺薄层板、氧化铝薄层板等；固定相中可根据需要加入粘合剂、荧光剂等辅助物；可使用预制板或在保证色谱质量的前提下实验室自制的薄层板。用于制备薄层板的玻璃板要求表面光洁，平整，最好使用厚度为l-2mm的优质平板玻璃，普通窗玻璃一般不宜用于制作薄层极，玻璃板需用洗液或碱液洗净至不挂水，晾干，贮存于干燥洁净处备用；反复使用时应注意需再用洗液或碱液清洗，如选用预制板应注意生产厂家提供的有关参数，挑选，检查并试用是否符合要求。常见固定相种类：硅胶—为使用最广泛的薄层材料氧化铝—有碱性、中性、酸性硅藻土—为化学中性吸附剂纤维素—天然多糖类聚酰胺—特殊类型有机薄层材料，对能形成氢键的物质有特别的选择性纯度高，含杂质少；粒度，结构均匀一致，有一定的比表面积；在展开剂中不溶；与展开剂和样品组分不发生化学反应；具有适当的吸附能力；机械强度和稳定性。按固定相粒径大小分为普通薄层板（10-40μm）和高效薄层板（5-10μm），实验室自制板固定相粒径一般要求10-40μm。固定相要求：实验室应用最广泛的为硅胶薄层板。常用类别有：硅胶H：不含石膏黏合剂硅胶G：含煅石膏（硫酸钙）粘合剂硅胶S：用5%淀粉作黏合剂硅胶：用羧甲基纤维素（CMC）作黏合剂硅胶GF254：含煅石膏和一种无机荧光剂，即锰激活的硅酸锌，在254nm紫外光下呈强烈黄绿色荧光背景。硅胶：化学分子式为mSiO2·nH2O,多孔性微粒，表面带有硅醇基，呈弱酸性。②点样器一般采用微升毛细管或手动、半自动、全自动点样器材。微升毛细管常用规格有0.5ul，1.0ul、2.0ul、3.0ul、4.0ul、5.0ul及10ul等。对点样用的微升毛细管的要求是标示容量准确，管端平整光滑，管壁洁净，液流通畅，无堵塞，无污染，也可选用色谱用微量注射器（应选用针尖平头适合薄层点样的）。微升毛细管半自动点样器材全自动点样器③展开容器薄层色谱展开方式按几何类型份为：线型、环型和向心型。（a，b）线型（c）环型（d）向心型环型与向心型展开为特殊情况需求，需要借助特殊展开仪器进行展开；线型根据展开方向的不同可分为上行展开、下行展开、双向展开，水平展开，实验室一般使用的为线型上行展开与水平展开。上行展开一般可用适合薄层板大小的专用平底或双槽展开缸，展开式必须能密闭。水平展开用专用的水平展开槽。平底、双槽展开缸水平展开室流动相（展开剂）要求：①对的所需成分有良好的溶解性；②可使成分间分开；③待测组分的Rf在合适的范围之间（除另有规定外，在杂质检查时，各杂质斑点的比移值Rf以在0.2-0.8之间为宜）；④不与待测组分或吸附剂发生化学反应；⑤沸点适中，黏度较小；⑥展开后组分斑点圆且集中；⑦混合溶剂最好用新鲜配制。流动相的选择：一般常用溶剂按照极性从小到大的顺序排列大概为：石油迷己烷苯乙醚乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇根据被分离物的极性，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。流动相选择与使用时需注意的问题：许多溶剂有吸湿性，使溶剂含水量不一致，导致实验难以重现。溶剂储藏时间和条件对溶剂质量影响，应注意出厂日期。对于易挥发的溶剂，难于配制稳定组成的流动相。要求操作格外小心，同时混合流动相不应重复使用。混合流动相组分之间（或杂质）可能发生相互作用。混合流动相组分要充分混匀形成均相。一些溶剂如氯仿、乙醚一般含有微量乙醇作保护剂，有时需重蒸除去乙醇。④显色装置薄层极展开后，有的需用试剂（显色剂）显色。涂布显色剂有喷雾法和浸渍法，以及熏蒸法。喷雾法显色应使用玻璃喷雾瓶或专用喷雾器，要求用压缩气体是显色剂呈均匀细雾状喷出；浸渍法显色可用专用玻璃器械或用适宜展开缸代用，将展开后的薄层板平稳放入有显色剂的浸渍槽中数十秒至1分钟后取出（指净薄层板背后的残存试剂）显色；熏蒸法显色可用双槽展开缸或适宜大小的干燥器代替。玻璃喷雾瓶显色剂可以分成两大类：一类是检查一般有机化合物的通用显色剂;另一类是根据化合物分类或特殊官能团设计的专属性显色剂。通用显色剂常用的有一定比例的硫酸-水溶液、硫酸-甲醇或乙醇溶液等，喷后110℃烘烤，不同有机物有不同显色；碘蒸汽熏蒸，对很多化合物显黄棕色；5%磷钼酸乙醇溶液喷后120℃烘烤，还原性化合物显蓝色等。专属性显色剂由于化合物种类繁多，因此专属性显色剂也是很多的，以下是列举几例常用专属性显色剂：改良碘化铋钾，对含氮有机化合物，如生物碱等显色，结果：呈橙红色斑点；茚三酮，对氨基酸、胺与氨基糖类等显色，结果：呈红紫色斑点；磷钼酸乙醇液，喷后在140℃加热5～10min，皂苷元均显深蓝色。⑤检视装置为装有可见光、254nm和365nm紫外光源及相应的滤光片的暗箱，可附加摄像设备供拍摄图像。暗箱内光源应有足够的光照度。紫外光灯的长波段（365nm）和短波段（254nm）紫外光管：前者用于观察具有荧光的色谱，后者一般用于观察硅胶GFS254薄层板色谱，黄绿色荧光背景下出现的暗蓝紫色吸收斑点，选用紫外光灯应注意荧光管的功率和滤光片的性能。365nm紫外光检视例图254nm紫外光检视例图⑥薄层色谱扫描仪系指用一定波长的光对薄层板上有吸收的斑点，或经激发后能发射出荧光的斑点，进行扫描，将扫描得到的谱图和积分数据用于物质定性或定量的分析仪器。薄层扫描仪不仅可以进行原位定量，薄层扫描全图谱对定性鉴别也能提供有用的信息。薄层色谱扫描仪四、操作方法①薄层板的制备市售薄层板（预制板）临用前一般应在110℃活化30分钟。聚酰胺薄膜不许活化。预制薄层板分常规薄层板及高效板两种，由于商品供应来源不一，需注意并记录生产厂家及生产批号，必要时需测定板效，以保证较好的重现性。在质量保证的前提下，应尽量选用预制薄层极，以提高时效和色谱的重现性。自制薄层板除另有规定外，将1份固定相（如硅胶G）和3份左右的水（或加有粘合剂的水溶液，如0.2%-0.5%的CMC-Na水溶液，或规定浓度的改性剂溶液）在研钵中沿同一个方向充分研磨混合，去除表面的气泡后，倒入涂布器中，在玻板上平稳地移动涂布器，使硅胶浆均匀地涂布，薄层厚度一般为0.2～0.3mm，涂布好的薄层板于室温下水平台上晾干，再于110℃加热活化约30分钟，置干燥器中备用。使用前应在反射光和透射光下检查板面及纹理是否均匀，如不均匀，有气泡或有麻点、有破损或已污染（如灰尘、纤维）者应弃去不用。②点样除另有规定外，在洁净干燥的环境下，用点样用的微升毛细管（或其他符合要求的点样工具）点样与薄层板上。一般为圆点状或窄细的条带状，点样基线与底边的距离，视所用板的大小而定，如采用长度为10cm的板，点样距离底边以10-15mm为宜，高效板一般8-10mm。圆点状点样直径一般不大于4mm，高效板不大于2mm。如样品容量较大，或为了改善分离度，也可点成的条带状，条带状宽度一般为5-10mm，高效板条带宽度一般为4-8mm。点间距离可视斑点扩散情况以相邻斑点互不干扰为宜。点样时须注意尽量不要损害薄层表面。一般的自制硅胶G薄层板，板面的牢度不够，定量测定时需特别注意小心点样，不要使原点部分的板面破损。③展开点样后的薄层板置入加有展开剂的薄层展开箱中，密闭，一般采用上行展开，薄层板浸入展开剂深度一般要求溶剂最初的前沿距原点约5mm，展开至规定展开距后立即将薄层权取出，晾干，以备检测。展开距离为8-15cm为宜，高效板5-8cm为宜。如规定需用展开剂或其他溶剂的蒸气预平衡者可在双槽展开箱的一侧加入适量的溶剂，密闭，一般保持15-30分钟。溶剂蒸汽预平衡后，应迅速放入载有供品的薄层板，立即密闭。如需达到饱和状态，可在展开箱内壁贴一被溶剂湿润的滤纸使展开箱易于被蒸气平衡。如规定薄层板需要同时预平衡者，应将薄层板放入箱内没有溶剂的一侧槽中，平衡后再将溶剂倾入此糟中展开（如图）。必要时，可进行二次展开或双向展开，进行第二次展开前，应使薄层板残留的展开剂完全挥干。展开剂要求新鲜配制，如需分层则按规定要求放置分层后，分取需要的一相（上层或下层）各用。同时预平衡④显色与检视有颜色的物质可在可见光下直接检视，无色物质可用喷雾法或浸渍法以适宜的显色剂显色，或加热显色，在可见光下检视。有荧光的物质或显色后可激发荧光的物质可在紫外光灯（365nm或254nm）下观察荧光斑点。对于在紫外光灯下有吸收的成分，可用带有荧光剂的薄层板（如硅胶GF254板），在紫外光灯（254nm）下观察荧光板面上的荧光物质淬灭形成的斑点。注意事项：使用喷雾法喷洒显色剂时注意用喷雾器均匀喷洒于薄层板面；浸渍法板面显色均匀是其优点，但有的样品经试剂浸渍后斑点容易被浸润扩散，则不适用；涂布试剂后如加热显色需注意控制加热温度和时间，尤其含羧甲基纤维素钠的薄层板温度过高或加热时间过长易焦化，如用硫酸等试剂则可使板面碳化而影响显色效果；有的成分加试剂后加热温度和加热时间不同，显色效果可能有差别；有的品种用蒸气熏蒸（如碘蒸气）显色者，可在密闭器皿中放置适当时间至斑点显色清晰。⑤记录薄层色谱图像一般可采用摄像设备拍摄，以光学照片或电子图像的形式保存，也可用薄层色谱扫描或其他适宜的方式（如薄层色谱原始记录）记录相应色谱图。五、影响薄层色谱分析的主要因素常规薄层色谱因为是一种敞开系统的色谱技术，与柱色谱的区别之一是除材料及器材以外，外界环境条件对被分离物质的层析行为影响很大，分离机制也很复杂；操作技巧也明显的影响色谱质量；为了充分发挥薄层色谱技术在中药分析方面的优势，提高色谱的分离度和重现性，注意控制影响色谱质量的因素是非常重要的。以下所述的几个方面不仅对定量分析是必须注意的问题，对提高定性分析的质量也是不可忽视的。①样品的预处理及供试液的制备一般认为薄层色谱所用固定相（薄层板）可即用即弃，不怕供试液中杂质的污染，因而样品无需净化精制。但在实践中，由于中药的成分复杂，未知成分多，供试液中溶出的物质较多，其中既有欲测成分也有其他“杂质”。常常由于相互干扰或背景污染而难以得到满意的分高效果，甚至难以辨认。所以在许多情况下为了得到一个