Тонкослойная хроматография - Современные методики и оборудование плоскостной хроматографии

Тонкослойная хроматография (ТСХ) - один из наиболее широко используемых хроматографических методов - имеет огромное значение для быстрого качественного анализа смесей, контроля реакций и определения рабочих параметров, которые следует использовать в препаративной колоночной хроматографии.

2.1 Общее описание

Разделение производят на плоской пластинке, покрытой тонким слоем сорбента - силикагелем или оксидом алюминия (рис. 1,а).

Рис.1 Тонкослойная хроматография.

Разделяемую смесь, растворенную в соответствующем растворителе, наносят в виде капель на пластинку (рис 1, б) и после испарения растворителя помещают пластинку в проявительную камеру (рис 1, в), в которую налито немного растворителя. Растворитель поднимается по слою сорбента под действием капиллярных сил. При этом различные соединения, находящиеся в смеси, поднимаются с разными скоростями в зависимости от их сродства к сорбенту. По достижении растворителем верхнего слоя сорбента соединения в идеальном случае должны полностью разделиться (рис. 1, г). Процесс разделения - это одна из форм жидкостно-адсорбционнй хроматографии.

2.2 ТСХ-пластинки и сорбенты

Пластинки для ТСХ состоят из подложки обычно стекла, а иногда пластмассы или толстой алюминиевой фольги, на которую нанесен тонкий слой сорбента толщиной примерно 0,25 мм (рис. 1, а). Сорбентом обычно служит либо силикагель, либо оксид алюминия с размером частиц до 10 - 30 мкм, к которым добавлено связующее ( до 10% гипса или крахмала), обеспечивающее прочность слоя. Пластинки бывают двух основных типов: многоразового использования и одноразовые.

Пластинки многоразового использования изготавливают из толстого стекла, на которое при помощи специального оборудования наносят сорбент, а затем после использования пластинки счищают его для повторного покрытия. Пластинки бывают разных размеров от 20 Х 5 см до дешевых пластинок, сделанных из микроскопных стекол ( 75 Х 25 мм), пригодных для контроля реакций. В учебных лабораториях обычно используют пластинки с заранее нанесенным слоем.

Одноразовые пластинки поставляются различными изготовителями с готовым слоем сорбента, нанесенным на основу из тонкого стекла, пластмассовую пластинку или алюминиевую фольгу. Особенно удобны пластинки последних двух типов, так как большие листы легко разрезать ножницами на полоски нужного размера.

Одноразовые пластинки дают лучшее разрешение, чем пластинки многоразового использования. Причем для большинства разделений вполне достаточна пластинка высотой 5 см. При работе с ними отрезают полоску размером 5 Х 20 см, проводят карандашом слабую линию на расстоянии 5 мм от длинной нижней кромки, чтобы указать, уда наносить капли образца, и затем нарезают куски соответствующего размера.

Готовые пластинки имеют определенную активность, обычно от II до III степени; их следует хранить над силикагелем.

2.3 Нанесение образца

Образец обычно наносят с помощью капилляра в виде 1 - 2%-ного раствора в летучем растворителе типа дихлорметана или эфира (избегайте полярных растворителей, например этанола); раствор удобнее всего готовить в маленьком пузырьке. Капилляр для нанесения капель легко сделать из капилляра для определения температуры плавления; для этого среднюю часть капилляра помещают в пламя горелки, а затем осторожно растягивают и ломают в месте растяжения.

Место нанесения капель в зависимости от размера пластинки должно быть на расстоянии 1 см от нижнего края на больших (5 Х 20 см) пластинках и около 5 мм на маленьких одноразовых пластинках. Важно также наносить капли достаточно далеко от нижнего края (рис. 1,б и в), чтобы они не погружались в проявляющий растворитель.

2.4 Проявление хроматограммы

Хроматограмму проявляют погружением нижнего края пластинки в проявляющий растворитель в сосуде соответствующего размера (рис. 1, в). Большие пластинки проявляют в специальных камерах (20 Х 5 см), а маленькие - в широкогорлых бутылях с завинчивающимися крышками. Камеру изнутри следует частично выложить фильтровальной бумагой, которая погружалась бы в растворитель, чтобы создать атмосферу, насыщенную парами растворителя, и свести к минимуму испарение с пластинки. При проявлении хроматограммы сначала залейте в банку столько растворителя, чтобы пятно образца оказалось над его поверхностью, а затем опустите в банку пластинку, стараясь расположить ее вертикально.

Это легко проделать с большими пластинками, но с маленькими легкими одно разовыми пластинками необходимо обращаться с большей осторожностью, используя щипцы или пинцет, для опускания и вынимания их из камеры. На время проявления камера должна оставаться закрытой. Когда фронт растворителя поднимется почти до верха пластинки, выньте ее из камеры и сразу же карандашом или шпателем отметьте положение фронта растворителя. Высушите пластинку в вытяжном шкафу.

2.5 Просмотр хроматограммы

Если соединения в образце окрашены, то после проявления их легко различить визуально, однако для бесцветных соединений требуется какой-либо метод визуализации.

Наиболее употребительный метод - введение в слой сорбента неорганического флуоресцентного агента (0,5 %). В продаже имеются такие одноразовые пластинки. При освещении такой пластинки УФ-лампой (254 нм) сорбент начинает светиться бледно-зеленым или голубым светом, а органические соединения, которые гасят флуоресценцию, выделяются в виде темных пятен.

Еще один распространенный метод состоит в использовании склянки с иодом. (В качестве склянки можно использовать эксикатор или другую емкость с плотно притертой крышкой). Она представляет собой емкость такого же размера, как и камера для проявления, куда помещено несколько кристалликов иода.

Если сухую проявленную пластинку поместить в камеру на несколько минут, пары иода растворяются в органических пятнах, окрашивая их в коричневый цвет, до тех пор, пока вся пластинка не потемнеет.

Какой бы метод не использовался для визуализации, положение пятен для проведения дальнейших измерений необходимо пометить карандашом или шпателем.

Необходимо отметить, что, хотя описанные выше методы в целом довольно эффективны, одни соединения "проявляются" сильнее, другие слабее, а некоторые иногда не видны совсем. Поэтому не принимайте относительную яркость пятен даже в качестве грубой характеристики относительных концентраций в смеси.

Имеется целый ряд реагентов, нанесение которых из пульверизатора на пластинку после проявления хроматограммы, окрашивает соединения определенных классов в различные цвета.

2.6 Использование ТСХ в качественном анализе

При конкретном наборе условий (сорбент и растворитель) характеристикой соединения является значение RF. Таким образом, идентичность значения RF "подлинного" образца (вещества сравнения) дает полное основание считать, что они одинаковы (см. предостережение ниже). Поскольку сорбенты различны, а состав смеси растворителей трудно воспроизвести точно, необходимо доказать, что значения RF Одинаковы. Для этого хроматографируют смесь и вещество, сравнивая рядом друг с другом на одной и той же пластинке, или добавляют небольшое количество вещества сравнения к отдельной пробе смеси, чтобы удостовериться в точном совпадении пятен.

Похожие статьи




Тонкослойная хроматография - Современные методики и оборудование плоскостной хроматографии

Предыдущая | Следующая