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雜談 |
一、薄層層析(TLC)簡(jiǎn)介
薄層層析是將吸附劑或者支持劑(有時(shí)加入固化劑)均勻地鋪在一塊玻璃上,形成薄層。把欲分離的樣品點(diǎn)在薄層上,然后用適宜的溶劑展開(kāi),使混合物得以分離的方法。由于層析在薄層上進(jìn)行故而得名。
薄層層析是一種微量、快速的層析方法。它不僅可以用于純物質(zhì)的鑒定,也可用于混合物的分離、提純及含量的測定。還可以通過(guò)薄層層析來(lái)摸索和確定柱層析時(shí)的洗脫條件。
根據分離的原理不同,薄層層析可以分為兩類(lèi):用吸附劑鋪成的薄層所進(jìn)行的層析為吸附薄層層析,吸附薄層中常用的吸附劑為氧化鋁和硅膠;用纖維素粉、硅膠、硅藻土為支持劑鋪成的薄層,屬于分配薄層層析。
TLC→
(一)吸附薄層的基本原理:
吸附薄層主要是利用吸附劑對樣品中各成分吸附能力不同,及展開(kāi)劑對它們的解吸附能力的不同,使各成分達到分離。
吸附作用主要由于物體表面作用力、氫鍵、絡(luò )合、靜電引力、范德華力等產(chǎn)生。吸附強度決定于吸附劑的吸附能力,還受被吸附成分的性質(zhì)影響,更與展開(kāi)劑的性質(zhì)有關(guān)。
1.吸附薄層層析:在硅膠薄層板上,樣品中的兩成分是兩種結構近似的染料,在展開(kāi)劑四氯化碳的作用下。在展開(kāi)劑和薄層板之間不斷地產(chǎn)生吸附、解吸,再吸附,再解吸,……。由于對氨基偶氮苯的極性比偶氮苯的極性稍強一些,層析的結果,對氨基偶氮苯受到的吸附作用稍強于偶氮苯,從而將兩者分離。
展開(kāi)結束以后,會(huì )在薄層板上形成兩個(gè)斑點(diǎn),混合物中的成分得以分離。
中藥中的有效成分復雜多樣,結構近似者不少。特別是對未知結構的成分分析,設計并摸索出合理的層析條件是首要任務(wù)。只有先設計出可用的層析條件,再經(jīng)摸索改進(jìn),才可能對未知或者已知成分進(jìn)行成功地分離。然后才能談得上進(jìn)一步的分析研究。
要設計出合理有效的層析條件,必須熟悉薄層層析條件的選擇的基本要領(lǐng)。下面對薄層層析條件的選擇做一初步介紹。
薄層層析的三項基本構成物質(zhì)是:樣品組分、吸附劑、展開(kāi)劑。摸索層析條件,實(shí)際上是協(xié)調上述三者的關(guān)系,尋求一種能夠有效分離樣品組分的配合方案及實(shí)際操作要領(lǐng)。很明顯,一切層析都是針對分析任務(wù),也就是圍繞待分離的樣品組分來(lái)進(jìn)行調整適應的??梢?jiàn),層析條件的選擇是以樣品中的各組分為中心,適當調適展開(kāi)劑的吸附劑的極性來(lái)實(shí)現的。
(二)薄層層析條件的選擇:
吸附劑的選擇:薄層層析用的吸附劑與其選擇原則和柱層析相同。主要區別在于薄層層析要求吸附劑(支持劑)的粒度更細,一般應小于250目,并要求粒度均勻。用于薄層層析的吸附劑或預制薄層一般活度不宜過(guò)高,以Ⅱ~Ⅲ級為宜。而展開(kāi)距離則隨薄層的粒度粗細而定,薄層粒度越細,展開(kāi)距離相應縮短,一般不超過(guò)10厘米,否則可引起色譜擴散影響分離效果。
展開(kāi)劑的選擇:薄層層析,當吸附劑活度為一定值時(shí)(如Ⅱ或Ⅲ級),對多組分的樣品能否獲得滿(mǎn)意的分離,決定于展開(kāi)劑的選擇。中草藥化學(xué)成分在脂溶性成分中,大致可按其極性不同而分為無(wú)極性、弱極性、中極性與強極性。
基本思路是根據待分離樣品組分的極性來(lái)確定吸附劑的極性(類(lèi)型、活化度)和展開(kāi)劑的極性(主要溶劑、調節溶劑、輔助溶劑等)。要協(xié)調、處理好吸附劑、展開(kāi)劑、及被分離成分三者之間的關(guān)系,才能得到理想的薄層層析結果。
2.吸附劑:
對吸附劑的基本要求是顆粒細致(薄層層析用的吸附劑與其選擇原則和柱層析相同。主要區別在于薄層層析要求吸附劑/支持劑的粒度更細,一般應小于250目,并要求粒度均勻)、大小均勻(亦即有較大的表面積和適當的吸附活性);不能與樣品組分、樣品溶劑、展開(kāi)劑發(fā)生化學(xué)反應;更不能與溶劑及展開(kāi)劑發(fā)生溶解。(注:實(shí)際操作中,可通過(guò)選擇不同的活化溫度對吸附劑活性進(jìn)行調節)。用于薄層層析的吸附劑或預制薄層一般活度不宜過(guò)高,以Ⅱ~Ⅲ級為宜。而展開(kāi)距離則隨薄層的粒度粗細而定,薄層粒度越細,展開(kāi)距離相應縮短,一般不超過(guò)10厘米,否則可引起色譜擴散影響分離效果。
最常用的吸附劑是___和____。另外,市場(chǎng)上還有氧化鎂、硅酸鎂、碳酸鎂、硅藻土、活性炭等。其中,只有活性炭是非極性吸附劑,其余均是極性吸附劑。它們對水和極性大的化合物吸附能力強。
(1) 氧化鋁:
化學(xué)式為Al2O3,國產(chǎn)層析用氧化鋁有堿性、中性、酸性三種,以中性氧化鋁應用較廣。
氧化鋁的特點(diǎn):
A: 氧化鋁為吸附力較強的極性吸附劑,它適用于中性或者堿性的親脂性化合物的分離。通常氧化鋁的吸附能力與其自身的含水量有關(guān)。含水越多,吸附活性越小,吸附能力越小。氧化鋁根據其含水量多少將其活性劃分為五級。
(2) 硅膠:
表達式為SiO2?XH2O。層析用硅膠是一種多孔性物質(zhì),它的硅氧環(huán)交鏈結構表面上密布極性硅醇基(-Si-OH),這種極性的硅醇基能和許多化合物形成氫鍵而產(chǎn)生吸附。
特點(diǎn):
A:硅膠的吸附能力比氧化鋁稍弱,其吸附活性也與含水量呈負性相關(guān)。如對有機酸、揮發(fā)油、萜類(lèi)、皂苷、黃酮、蒽醌、氨基酸等成分的分離適用,不能用于生物堿等堿性物質(zhì)的分離。
B:硅醇基顯較弱的酸性,因而,硅膠只能用于中性、或酸性成分的分離,堿性成分不能用它分離。
由于結構的決定作用,氧化鋁的活化溫度可以很高(150℃-160℃),而硅膠的活化溫度卻不能太高(105℃-110℃)。一旦超過(guò)500℃,硅醇基會(huì )相互脫水而失活。
C:硅膠的活化溫度通常為105℃-110℃,不能過(guò)高。
3. 展開(kāi)劑:
展開(kāi)劑:薄層層析中用來(lái)將樣品展開(kāi)的溶劑。
展開(kāi):用極性適當的溶劑浸潤已經(jīng)點(diǎn)了樣品的薄層板一端,憑借毛細作用帶動(dòng)樣品在薄層板上移動(dòng),最終使樣品分離的操作過(guò)程。
展開(kāi)劑常是由兩種或者兩種以上的溶劑銨一定的比例組成的溶劑系統。簡(jiǎn)稱(chēng)溶劑系統或展開(kāi)所用的溶劑。“展開(kāi)劑”=“溶劑系統”=“溶劑”;“展開(kāi)”=“展開(kāi)過(guò)程”
4. 被分離成分:
被分離成分:分析任務(wù)所要完成分離的樣品中的有效成分。
被分離成分的極性決定于其母核結構類(lèi)型及官能團極性。如果吸附劑活性和展開(kāi)劑活性固定不變的條件下,被分離成分的極性越大,吸附劑對其作用越強,展開(kāi)距離越短;被分離成分極性越弱,吸附劑對其作用越大,展開(kāi)距離越大。
一些基團的極性相對大小順序已經(jīng)在課本P31列出。
當然,具體物質(zhì)的極性大小判斷時(shí),還要結合分子結構的具體情況進(jìn)行判斷。
總之,選擇層析條件時(shí),必須針樣品中對被分離成分的極性,試行判斷或確定吸附劑種類(lèi)和活性,再探索配制展開(kāi)劑。
在選擇層析條件時(shí),必須根據樣品、展開(kāi)劑、被分離物質(zhì)三方面縮合考慮。
歷史上吸附層析出現最早,是由俄國生物學(xué)家茨維特用碳酸鈣作為固定相,石油醚作為流動(dòng)相來(lái)分離植物色素的。除了吸附層析之外,另一經(jīng)典的層析法是以液體作為固定相的液相層析。液體固定相(多為水)被吸附在固態(tài)載體物質(zhì)上,這些載體物質(zhì)多是一種多孔性物質(zhì)。這些液態(tài)固定相被載體固定在柱中,就成為液-液分配柱層析。
(三)分配薄層層析:
用極性溶劑吸苷在固體支持劑上所形成的混合物,鋪成薄層(或裝柱),然后活化、點(diǎn)樣(或上樣),再用極性較弱的展開(kāi)劑(或洗脫劑)進(jìn)行展開(kāi)。
分配層析的一般原理:在展開(kāi)過(guò)程中,各成分在固定相和流動(dòng)相之間作連續不斷的分配,由于各成分在兩相間的分配系數不同,因而可以達到相互分離的目的。
以CS表示某成分在固定相中的濃度,Cm表示某成分在固定相中的濃度。則
分配系數:K=CS/Cm
載體應該具備的基本條件:中性、多孔粉末、無(wú)吸附活性、在洗脫劑之中不溶解;所能夠吸收固定相的量,最好能達載體本身重量的50%以上;能使流動(dòng)相自由的通過(guò)載體所吸收的固定相,并且不改變溶劑系統的組成。能夠滿(mǎn)足這些條件的載體是硅膠、硅藻土、纖維素粉等。
分配層析所用的固定相一般為水及各種水溶液(酸、堿、鹽與緩沖液)、甲酰胺、低級醇(親水性)等。
分配層析所用的流動(dòng)相選用與水不溶(或微溶)的有機溶劑。如石油醚、苯、鹵代烷類(lèi)、脂類(lèi)、酮類(lèi)(如丁酮)、醇類(lèi)(丁醇、戊醇)等或者它們的混合物。
分配層析對混合物中各成分的分離,主要決定于各成分分配系數的差異,一般說(shuō)來(lái),對于種類(lèi)成分均能適用,特別能適用于水溶性、親水性物質(zhì)而又稍能溶于有機溶劑中者。這樣就恰好彌補了一般吸附層析(如氧化鋁吸附層析適用于親脂性物質(zhì))的不足。但是,由于分配柱層析樣品處理量較少,因此,如能用吸附柱層析解決問(wèn)題時(shí),常優(yōu)先使用氧化鋁或硅膠吸附柱層析。
一般分配層析的條件可以由PC來(lái)摸索,再應用于分配柱層析。
(四) 薄層的制備:
1.基板的規格和構成:5×15㎝、5×20㎝、10×10㎝、20×20㎝大小的玻璃板或者不銹鋼板、塑料板。
2.薄層板的分類(lèi):軟板(制板時(shí)不加粘合劑)、硬板(制板時(shí)加入粘合劑)。
3.軟板的制備:詳見(jiàn)P32。
4.硬板的制備:詳細演示、介紹手工鋪板,了解薄層涂鋪器的使用方法。
(五) 薄層層析的操作步驟:
1.點(diǎn)樣:
A:
B:
點(diǎn)樣的要求:樣點(diǎn)位置應在距離底邊1-1.5cm處;點(diǎn)樣量適當;樣點(diǎn)直徑小于2-3mm;間隔反復點(diǎn)樣;多個(gè)樣點(diǎn)時(shí),間隔為2cm且處于同一條直線(xiàn)上。
經(jīng)驗做法:可先在PC或TLC點(diǎn)上不同量的樣品,并展開(kāi)、顯色后觀(guān)察分離情況,以此確定最佳樣品用量。
2.展開(kāi):
當樣點(diǎn)上的溶劑充分揮干后,將薄層放置在密閉容器中,使適當的展開(kāi)劑從薄層的一端向另一端進(jìn)行浸潤展開(kāi)的過(guò)程。
要求:密閉容器可選用層析缸、標本缸、標本筒等;展開(kāi)方式有上行法、下行法之分,展開(kāi)方向有單向、雙向、多次展開(kāi)等。詳見(jiàn)P33。
注意事項:先懸空飽和、再入液展開(kāi);樣點(diǎn)不能泡在展開(kāi)劑中;薄層浸入時(shí)不能歪斜進(jìn)入。
3.顯色:
用適當的方法或者適當的顯色劑處理薄層,使其上可能已經(jīng)分離的各成分斑點(diǎn)顯示出來(lái),以方便計算各個(gè)斑點(diǎn)的比移值,從而提供定性與定量的依據。
顯色的基本步驟是:一看、二照、三碘、四顯,熒光背景也常見(jiàn)。詳見(jiàn)P34。
4.比移值的計算與定性、定量:
展開(kāi)結束后,經(jīng)過(guò)各種顯色操作后,樣品中各個(gè)成分的斑點(diǎn)可能出現了不同程度的分離,為了表達各成分的相對位置(極性)通常以比移值作為稱(chēng)量斑點(diǎn)位置的指標。比移值的符號為Rf:
Rf=(斑點(diǎn)中心與原始樣點(diǎn)之間的距離)/(溶劑前沿與原始樣點(diǎn)之間的距離)
注意事項:薄層層析的Rf 值受多種因素影響,即使嚴格按照實(shí)驗要求做了,結果的重現性仍較差。因此,薄層定性時(shí)常與標準品一起點(diǎn)樣進(jìn)行對比分析。
二、展開(kāi)劑的選擇與常見(jiàn)溶劑的極性
(一)展開(kāi)劑的選擇:
在吸附薄層中,化合物在吸附薄層上移動(dòng)的速度與展開(kāi)劑的極性有關(guān)。展開(kāi)劑的極性越大,化合物移動(dòng)的速度越快,展開(kāi)劑的極性越小,化合物的移動(dòng)速度慢。
薄層層析要得到較好的展開(kāi)效果,必須依據所要分離的樣品來(lái)正確選擇層析條件,對樣品的極性進(jìn)行認真研究,以確定及實(shí)驗摸索適宜的吸附劑、展開(kāi)劑。當吸附劑活度為一定值時(shí)(如Ⅱ或Ⅲ級),對多組分的樣品能否獲得滿(mǎn)意的分離,決定于展開(kāi)劑的選擇。中草藥化學(xué)成分在脂溶性成分中,大致可按其極性不同而分為無(wú)極性、弱極性、中極性與強極性。但在實(shí)際工作中,經(jīng)常需要利用溶劑的極性大小,對展開(kāi)劑的極性予以調整。
通常先用單一溶劑展開(kāi),根據被分離物質(zhì)在薄層上的分離效果,進(jìn)一步考慮改變展開(kāi)劑的極性。Rf值最佳范圍在0.3~0.5范圍;可用范圍在0.2~0.9。如果Rf較大可適量加入極性較小的溶劑,以降低展開(kāi)劑極性。反之,加入極性大的溶劑。
(二)展開(kāi)劑的極性
常用展開(kāi)劑的極性次序可用溶劑的溶劑強度參數ε0來(lái)衡量。溶劑的ε0越大,極性越強,洗脫能力越強。反之越若。常用溶劑的極性如下:
溶劑 沸點(diǎn) 溶劑強度參數ε0 溶劑強度參數P` 選擇性組別
異辛烷 99 0.01 0.1
正已烷 69 0.01 0.1
叔丁基甲醚 56 0.35 2.5 1
苯 81 0.32 2.7 7
乙醚
二氯甲烷 40 0.42 3.1 5
正丙醇 97 0.82 4.0 2
四氫呋喃 66 0.82 4.0 3
乙酸乙酯 77 0.58 4.4 6a
氯仿 61 0.40 4.1 8
二氧六環(huán) 101 0.56 4.8 6a
丙酮
乙醇
醋酸
乙氰
甲醇
水
Snyder根據溶劑的極性p`分成選擇性不同的八組,因此若某一溶劑作展開(kāi)劑分離效果不好。則選擇同組的另一種溶劑作展開(kāi)劑就不會(huì )對色譜分離有明顯的改變,而選擇溶劑強度相同而選擇性不同的組中的另一種溶劑可能改變色譜分離情況。
————文獻來(lái)源何華,倪坤儀主編,自現代色譜分析,化工版2004.2第一版。
三)應用實(shí)例
1、藥物及天然產(chǎn)物中的應用
根據本人的幾年薄層層析經(jīng)驗,參考藥典等國家藥品標準和有關(guān)文獻,將2000版藥典一部里部分有代表性的對照品的薄層層實(shí)例按展開(kāi)劑極性排序,并對其規律做一些分析。以下的分析和介紹是總體描述性的,目的是快速、簡(jiǎn)便地選擇展開(kāi)劑。如果想了解展開(kāi)劑選擇的各種理論,請參考其他專(zhuān)著(zhù)。
選擇展開(kāi)劑,要依據溶劑極性和他們的混溶性,溶劑對被分析物的溶解性,以及被分析物的結構。這里只討論藥典里通常使用的以硅膠為固定相主體的正相薄層,也不考慮板的活性。
列出溶劑極性參數表,方便以下比較展開(kāi)劑。環(huán)已烷:-0.2、石油醚(Ⅰ類(lèi),30~60℃)、石油醚(Ⅱ類(lèi),60~90℃)、正已烷:0.0、甲苯:2.4、二甲苯:2.5、苯:2.7、二氯甲烷:3.1、異丙醇:3.9、正丁醇:3.9、四氫呋喃:4.0、氯仿:4.1、乙醇:4.3、乙酸乙酯:4.4、甲醇:5.1、丙酮:5.1、乙腈:5.8、乙酸:6.0、水:10.2
于溶劑混溶性,一般根據相似相溶原則,需要注意,極性相差大的不混溶,比如正己烷與甲醇。多元展開(kāi)劑,主體的兩種溶劑不能混溶,就需要通過(guò)第三種溶劑來(lái)調和。比如:石油醚、正庚烷、正已烷、戊烷、環(huán)已烷和甲醇、水之類(lèi)的。
了解被分析物的極性可以通過(guò)分析其結構獲得,很難獲得它的極性指數。物質(zhì)分子化學(xué)結構中,通常由較極性部分和非極性部分兩部分。例如下面以苯丙烷為極性小部分,隨著(zhù)極性基團部分的增加,總體的極性就增加,展開(kāi)劑極性也增加了。依次為肉桂酸、阿魏酸、咖啡酸、菊苣酸、綠原酸。相應展開(kāi)劑分別為:正己烷—乙醚—冰醋酸 (5:5:0.1)、苯-冰醋酸-甲醇(30:1:3)、氯仿-甲醇-甲酸(9:1: 0.5)、石油醚-乙酸乙酯-甲酸(3:6: 1)、醋酸丁酯-甲酸-水(7:2.5:2.5)。(由于薄層板、比移值不同的原因,展開(kāi)劑極性比較是相對的,并非絕對的后者大于前者)。
現在最重要的問(wèn)題是,不同化合物,怎么定它的極性,又用什么標準來(lái)定它對應的展開(kāi)劑呢?以下分開(kāi)討論不同化合物極性情況及其對應的展開(kāi)劑。
(1) 極性較小的揮發(fā)性物質(zhì)。
比如:冰片:石油醚 (30~60℃)—醋酸乙酯(17:3)、厚樸酚:苯-醋酸乙酯(9:1.5)、α-香附酮:苯-醋酯乙酯-冰醋酸(92:5:5)、丹皮酚:環(huán)己烷-醋酸乙酯(3:1),這類(lèi)化合物,以石油醚、正構烷和苯為體積百分數比較大的溶劑,通常起溶解和分離化合物的作用,而用醋酸乙酯為調節Rf(比移值)的溶劑。為了減少拖尾之類(lèi)其他相似相溶原則以外的影響,適當加入添加劑,如有機酸或者有機堿。
(2)極性較小的不揮發(fā)性物質(zhì)。
比如:β -谷甾醇:環(huán)己烷-醋酸乙酯-甲醇(6:2.5:1)或者環(huán)己烷-丙酮(5:2) 、熊果酸:甲苯-醋酸乙酯-冰醋酸(12:4:0.5)、齊墩果酸:氯仿-甲醇(40:1)、豬去氧膽酸:氯仿-乙醚-冰醋酸(2:2:1)、大黃素:苯—醋酸乙酯—甲醇(15:2:0.2)或者苯—乙醇
(3)皂苷類(lèi)。
人參皂苷:氯仿-甲醇-水 (65:35:10)10℃以下放置的下層溶液或正丁醇-醋酸乙酯-水(4:1:5)的上層溶液或氯仿-醋酸乙酯-甲醇-水(15:40:22:10)10℃以下放置的下層溶液、芍藥苷:氯仿-醋酸乙酯-甲醇-甲酸(40:5:10:0.2)、黃芩苷:醋酸乙酯-丁酮-醋酸-水(10:7:5:3)、橙皮苷:苯—醋酸乙酯—甲酸—水(1:12:2.5:3)的上層溶液、葛根素:氯仿-甲醇-水(14:5:0.5)、蘆?。捍姿嵋阴ィ姿幔?8:1:1)。這類(lèi)物質(zhì),由于存在糖的多羥基結構,苷元的結構影響變小。展開(kāi)劑中使用極性大的有機溶劑(氯仿、醋酸乙酯、甲醇、正丁醇)和水。乙酸和甲酸的使用,一方面增大展開(kāi)劑極性,另外也可以抑制硅膠羥基的作用,減少拖尾。由于混溶性和硅膠耐酸能力的限制,水和酸的使用是有限度的。
(4)極性大的小分子有機酸。
沒(méi)食子酸:氯仿-醋酸乙酯-甲酸 (5:4:1)、阿魏酸、咖啡酸、菊苣酸、綠原酸、異綠原酸。這類(lèi)物質(zhì)多數是苯乙烯母核的,這個(gè)結構的極性本身比較大,另外有酚羥基和羧酸基團,個(gè)別有多羥基配基。皂苷的展開(kāi)劑差不多,極性大。注意甲酸通常指的是濃度85%左右的,含有水。
(5)含氮有機物。
鹽酸小檗堿:苯-醋酸乙酯-甲醇-異丙醇-濃氨試液(12:6:3:3:0.6)(氨蒸氣飽和) 或正丁醇-冰醋酸-水(7:1:2)、麻黃堿:氯仿-甲醇-濃氨試液(20:5:0.5)或正丁醇-冰醋酸-水(8:2:1)、甘草酸銨:醋酸乙酯-甲酸-冰醋酸-水(15:1:1:2)。由于NH2硅醇基的作用很強,在強極性展開(kāi)劑加有機酸、有機堿掃尾。對于極性化合物,使用正丁醇對斑點(diǎn)擴散影響較小,因為化合物和硅膠的作用強。
進(jìn)行薄層分析基本可以根據母核、基團,選擇相似的化合物對號入座。當然,具體的條件優(yōu)化則需要根據實(shí)際情況了。遇到較困難的分離,需要使用到設計優(yōu)化方法的,已經(jīng)不屬于本文討論范圍了。
2、有機合成中展開(kāi)劑的選擇
做有機合成時(shí)走板子是常有的事,展開(kāi)劑的選擇就至關(guān)重要了,選擇適當的展開(kāi)劑是首要任務(wù).一般常用溶劑按照極性從小到大的順序排列大概為:石油迷<己烷<苯<乙醚<THF<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇使用單一溶劑,往往不能達到很好的分離效果,往往使用混合溶劑通常使用一個(gè)高極性和低級性溶劑組成的混合溶劑,高極性的溶劑還有增加區分度的作用,常用的溶劑組合有:
Petroleumether/Ethylacetate, petroleumether/Acetone, Petroleumether/Ether, Petroleumether/CH2Cl2, ethylacetate/MeOH,
展開(kāi)劑的比例要靠嘗試.一般根據文獻中報道的該類(lèi)化合物用什么樣的展開(kāi)劑,就首先嘗試使用該類(lèi)展開(kāi)劑,然后不斷嘗試比例,直到找到一個(gè)分離效果好的展開(kāi)劑。展開(kāi)劑的選擇條件:①對的所需成分有良好的溶解性;②可使成分間分開(kāi);③待測組分的Rf在0.2~0.8之間,定量測定在0.3~0.5之間;④不與待測組分或吸附劑發(fā)生化學(xué)反應;⑤沸點(diǎn)適中,黏度較??;⑥展開(kāi)后組分斑點(diǎn)圓且集中;⑦混合溶劑最好用新鮮配制。一般來(lái)說(shuō),弱極性溶劑體系的基本兩相由正己烷和水組成,再根據需要加入甲醇、乙醇,乙酸乙酯來(lái)調節溶劑系統的極性,以達到好的分離效果,適合于生物堿、黃酮、萜類(lèi)等的分離;中等極性的溶劑體系由氯仿和水基本兩相組成,由甲醇、乙醇,乙酸乙酯等來(lái)調節,適合于蒽醌、香豆素,以及一些極性較大的木脂素和萜類(lèi)的分離;強極性溶劑,由正丁醇和水組成,也靠甲醇、乙醇,乙酸乙酯等來(lái)調節,適合于極性很大的生物堿類(lèi)化合物的分離。
很多時(shí)候,展開(kāi)劑的選擇要靠自己不斷變換展開(kāi)劑的組成來(lái)達到最佳效果。我們在實(shí)驗中,為了實(shí)現一個(gè)配體與其他雜質(zhì)有效分離,曾經(jīng)嘗試了很多種的溶劑組合,最后才找到石油醚—EtOAc—HCOOH(5.5:3.5:0.1)混合溶劑。一般把兩種溶劑混合時(shí),采用高極性/低極性的體積比為1/3的混合溶劑,如果有分開(kāi)的跡象,再調整比例(或者加入第三種溶劑),達到最佳效果;如果沒(méi)有分開(kāi)的跡象(斑點(diǎn)較“拖”),最好是換溶劑。對于在硅膠中這種酸性物質(zhì)上易分解的物質(zhì),在展開(kāi)劑里往往加一點(diǎn)點(diǎn)三乙胺,氨水,吡啶等堿性物質(zhì)來(lái)中和硅膠的酸性。(選擇所添加的堿性物質(zhì),還必須考慮容易從產(chǎn)品中除去,氨水無(wú)疑是較好的選擇。)分離效果的好壞和所用硅膠和溶劑的質(zhì)量很有關(guān)系:不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的硅膠可能含水量以及顆粒的粗細程度,酸性強弱不同,從而導致產(chǎn)品在某個(gè)廠(chǎng)家的硅膠中分離效果很好,但在另一個(gè)廠(chǎng)家的就不行。溶劑的含水量和雜質(zhì)含量對分離效果都有明顯的影響。溫度,濕度對分離效果影響也很明顯,在實(shí)驗中我們發(fā)現有時(shí)同一展開(kāi)條件,上下午的Rf截然不同展開(kāi)劑的選擇主要根據樣品的極性、溶解度和吸附劑的活性等因素來(lái)考慮在進(jìn)行薄層層析時(shí),首先應該知道未知化學(xué)成分的類(lèi)型,其極性的大致歸屬,從提取液或從色譜柱的流動(dòng)相極性可知,另外某樣品里含多種化學(xué)成分先按極性不同大致分,然后細分,對于分離未知的化學(xué)物質(zhì),展開(kāi)劑的選擇也是一個(gè)摸索的過(guò)程,不應該僅僅從展開(kāi)劑考慮,多因素綜合衡量!
溶劑:層析過(guò)程中溶劑的選擇,對組分分離關(guān)系極大。在柱層析時(shí)所用的溶劑(單一劑或混合溶劑)習慣上稱(chēng)洗脫劑,用于薄層或紙層析時(shí)常稱(chēng)展開(kāi)劑。洗脫劑的選擇,須根據被分離物質(zhì)與所選用的吸附劑性質(zhì)這兩者結合起來(lái)加以考慮在用極性吸附劑進(jìn)行層析時(shí),當被分離物質(zhì)為弱極性物質(zhì),一般選用弱極性溶劑為洗脫劑;被分離物質(zhì)為強極性成分,則須選用極性溶劑為洗脫劑。如果對某一極性物質(zhì)用吸附性較弱的吸附劑(如以硅藻土或滑石粉代替硅膠),則洗脫劑的極性亦須相應降低。
在柱層操作時(shí),被分離樣品在加樣時(shí)可采用于法,亦可選一適宜的溶劑將樣品溶解后加入。溶解樣品的溶劑應選擇極性較小的,以便被分離的成分可以被吸附。然后漸增大溶劑的極性。這種極性的增大是一個(gè)十分緩慢的過(guò)程,稱(chēng)為“梯度洗脫”,使吸附在層析柱上的各個(gè)成分逐個(gè)被洗脫。如果極性增大過(guò)訣(梯度太大),就不能獲得滿(mǎn)意的分離。溶劑的洗脫能力,有時(shí)可以用溶劑的介電常數(ε)來(lái)表示。介電常數高,洗脫能力就大。以上的洗脫順序僅適用于極性吸附劑,如硅膠、氧化鋁。對非極性吸附劑,如活性炭,則正好與上述順序相反,在水或親水住溶劑中所形成的吸附作用,較在脂溶性溶劑中為強。
3.被分離物質(zhì)的性質(zhì):被分離的物質(zhì)與吸附劑,洗脫劑共同構成吸附層析中的三個(gè)要素,彼此緊密相連。在指定的吸附劑與洗脫劑的條件下,各個(gè)成分的分離情況,直接與被分離物質(zhì)的結構與性質(zhì)有關(guān)。對極性吸附劑而言,成分的極性大,吸附住強?! ?/p>
又如對于C-27甾體皂甙元類(lèi)成分,能因其分字中羥基數目的多少而獲得分離:將混合皂甙元溶于含有5%氯仿的苯中,加于氧化鋁的吸附柱上,采用以下的溶劑進(jìn)行梯度洗脫。如改用吸附性較弱的硅酸鎂以替代氧化鋁,由于硅酸鎂的吸附性較弱,洗脫劑的極牲需相應降低,亦即采用苯或含5%氯仿的苯,即可將一元羥基皂甙元從吸附劑上洗脫下來(lái)。這一例子說(shuō)明,同樣的中草藥成分在不同的吸附劑中層析時(shí),需用不同的溶劑才能達到相同的分離效果,從而說(shuō)明吸附劑、溶劑和欲分離成分三者的相互關(guān)系。 3、薄層色譜在中草藥中的應用 薄層層析是一種簡(jiǎn)便、快速、微量的層析方法。一般將柱層析用的吸附劑撒布到平面如玻璃片上,形成一薄層進(jìn)行層析時(shí)一即稱(chēng)薄層層析。其原理與柱層析基本相似。 ① 熒光薄層:有些化合物本身無(wú)色,在紫外燈下也不顯熒光,又無(wú)適當的顯色劑時(shí),則可在吸附劑中加入熒光物質(zhì)制成熒光薄層進(jìn)行層析。展層后置于紫外光下照射,薄層板本身顯熒光,而樣品斑點(diǎn)處不顯熒光,即可檢出樣品的層析位置。常用的熒光物質(zhì)多為無(wú)機物。其一是在 254nm紫外光激發(fā)下顯出熒光的,如錳激潔的硅酸鋅。另一種為在365nm紫外光激發(fā)下發(fā)出熒光的,如銀激化的硫化鋅硫化鎬。 ③ 酸堿薄層和PH緩沖薄層:為了改變吸附劑原來(lái)的酸堿性,可在鋪制薄層時(shí)采用稀酸或稀堿以代替水調制薄層。例如硅膠帶微酸性,有時(shí)對堿性物質(zhì)如生物堿的分離不好,如不能展層或拖尾,則可在鋪薄層時(shí),用稀堿溶液0.1~0.5NNa0H溶液制成堿性硅膠薄層。例如豬屎豆堿在以硅膠為吸附劑時(shí),以氯仿-丙酮一甲醇(8:2:1)為展開(kāi)劑Rf<0.1,采用堿性硅膠薄層用上述相同展開(kāi)劑,Rf值增至0.4左右。說(shuō)明豬屎豆堿為--堿性生物堿。 (6)中草藥中的應用 選擇適當的展開(kāi)劑是首要任務(wù).一般常用溶劑按照極性從小到大的順序排列大概為:石油迷<己烷<苯<乙醚<THF<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇使用單一溶劑,往往不能達到很好的分離效果,往往使用混合溶劑通常使用一個(gè)高極性和低級性溶劑組成的混合溶劑,高極性的溶劑還有增加區分度的作用,常用的溶劑組合有 Petroleumether/Ethylacetate, petroleumether/Acetone, Petroleumether/Ether, Petroleumether/CH2Cl2, 又如對于C-27甾體皂甙元類(lèi)成分,能因其分字中羥基數目的多少而獲得分離:將混合皂甙元溶于含有5%氯仿的苯中,加于氧化鋁的吸附柱上,采用以下的溶劑進(jìn)行梯度洗脫。如改用吸附性較弱的硅酸鎂以替代氧化鋁,由于硅酸鎂的吸附性較弱,洗脫劑的極牲需相應降低,亦即采用苯或含5%氯仿的苯,即可將一元羥基皂甙元從吸附劑上洗脫下來(lái)。這一例子說(shuō)明,同樣的中草藥成分在不同的吸附劑中層析時(shí),需用不同的溶劑才能達到相同的分離效果,從而說(shuō)明吸附劑、溶劑和欲分離成分三者的相互關(guān)系。
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