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关于TLC那些你不得不知的问题|简介薄层色谱法

关于TLC那些你不得不知的问题|简介薄层色谱法


今天给大家带来有关薄层色谱法的知识,薄层色谱简称TLC(Thin layer chromatography),注意是TLC不是你见过的电器TCL(The Creative Life)奥!

TLC一般用于分离混合物和杂质检测,特别是有机化合物。

举个例子,下图很好看,是不是,这张图展示了一滴墨水在乙醇和水的混合展开剂中,经过薄层层析法分离的效果,五颜六色,是不是很好看呢。可以看出,墨水是一种混合物,它由多种组分组成。(墨水你变了!)

(图1,图标“图片来自Wikipedia”)



概念:什么是TLC?

这就不能不提俄国植物学家Mikhail Tswett

(图2,图标“Mikhail Tswett”)



1901年,他首次使用石油醚分离植物色素,创建了经典色谱法。作为一种分离技术,在100多年的发展中,色谱法不断发展,不仅用来分离有色物质,还可以分离无色物质,1930~1940年,出现了柱分配色谱和纸色谱(paper chromatography,PC,也就是我们在高中生物上学的叶绿素的分离中运用的手段)。

在此基础上,到20世纪50年代,产生了我们这篇要介绍的TLC和气相色谱(gas chromatography,GC)。再后来,尤其是80、90年代,发展了一大批新的色谱分析方法,比如HPLC高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC),超临界流体色谱法(Super Critical Fluid Chromatography,SFC),毛细管电泳(Capillar yelectrophoresis,CE)等等。虽然色谱法对于复杂成分的分离和分析特点相较于其他方法有优势,但是它的鉴别能力却有些弱势,因此,聪明的科学家们想到了将色谱法与其他方法连用的策略,使得色谱技术无论是在科学科研上还是国民经济发展中,都发挥了极其重要的作用,这就是气相色谱-质谱联用(GC-MS)气相色谱-Fourier红外光谱(GC-FTIR),液相色谱-质朴联用(LC-MS)等等。

可以看出,TLC和纸色谱是非常类似的,只是固定相的物质不同。大家可以从纸色谱上理解TLC。

(图3,图标“色谱法分类”)



原理:色谱法如何分离组分?

说了这么一大堆,那么色谱法或者说TLC到底是怎么分离复杂组分的呢?

打个比方,现在国家队教练想挑选一批跑步运动员,有来自全国各地的人(复杂组分)来报名,那么教练会怎么挑选呢?让报名的人来一次长跑,一次长跑比赛有二十个运动员(复杂组分),这二十个人一般来说体力、速度是不一样的,在这次长跑中,随着时间的推移,大家逐渐的跑成了一路纵队,最前面的是跑得最快的那个,然后依次排列。

(图17)



TLC就是这样,不同的物质在薄层板上的运动速度不一样,一开始点样的混合物,在板子上就会慢慢变成一个个单独的化合物(或同一化合物构型不同),这样通过一次长跑我们就能选出那些我们想要的人(产物),比如我们想要第三名,就等一、二名过去后,把第三名拦下来(你很有前途跟我走吧,教练说),如果你想要第二名,但是他跟第一名跑的几乎一样快,这时你就不能上去把两个人都拦下来,你只能要一个人,所以我们会把给他们加上沙袋(调小极性),这样他们每走一步都比之前更困难,没有两个运动员是完全一样的,就如没有两个化合物的极性是一样的,他们就会慢慢分开,如果还没有,我们就让他们跑马拉松,再不行就十倍马拉松,这样就把它们分开了。

这只是简单的比方,不过会帮助大家理解一下,想要深入了解,会有一大堆理论和公式等着你哟。

TLC这么高端的名字,在实验室的同学老师们怎么称呼他呢??(有机物泰勒级数展开?)。哈哈,其实我们叫它爬板子、点板子,之所以这么叫是跟它的使用和操作有关。


方法:薄层色谱如何用?

那么薄层色谱到底怎么用呢?

想知道怎么用,我先介绍一下,使用TLC会用到的一些器材。

图4,图标“常用器材”)



1.点样,将样品制成1%~5%的溶液,用内径小于1mm的毛细管点样。在距薄层板下端1~1.5cm处,用铅笔轻轻画一条线,我们称为起始线,待溶剂挥发后第二次点样(一般反复3~5次即可)。当然我们可以在一块色谱板上点上多个样,一般相距1~1.5cm。

图5)



最主要的当然是薄层色谱板了,这是一块玻璃板上,涂上了指定目数的硅胶作为吸附剂。

(图6)



铅笔用来画线,画的时候一定要轻柔。


(图7)



薄层板的侧边,看起来硅胶涂层是不是很薄呀。

(图8)



首先,先划一条线,作为起始线,就像运动员的起跑线一样,是一个标准和依据,一般距离底部1~1.5cm。

一块薄层板上可以进行多种组分的分离,就像一个操场可以有很多跑道一样,但一定要对每一个跑道进行命名和记录,避免发生混淆。同时也可以在上面进行展开剂的信息记录,以后拿出来就知道是在什么情况下进行的TLC。

(图9)



这是毛细管。

(图11)



这是吹风机,在点完样后,一定要吹干,避免点样的溶剂对展开剂有影响。

(图12)



2.展开(使用展开剂,在墨水的例子里,乙醇和水即为展开剂),将点好样的薄层板倾斜放在展缸中,当展开剂前沿上行(爬)到距离薄层板上沿1~1.5cm时,取出薄层板用铅笔画出前沿线

展缸和倾斜放置的薄层板

(图13)



下面这个就是展缸。

(图14)



3.显色,样品展开后如果有颜色(比如那个好看的墨水),就可以直接观察。如果没有颜色就要喷显色剂或者用碘熏显色。当然如果想我们做的产物有荧光,还可以在紫外光下观察。

(图15)



用来观察有荧光的物质。

(图16)



4.计算Rf值

Rf值说起来非常高端,其实就是TLC上某个物质位于薄层板的起始线和前沿线的什么位置,就是图中的S比L的值,即,



对于不同的物质,往往有着不同的Rf值,根据这个就可以简单判断它们是否是同一物质,但Rf值相同之后,还要进行进一步判断才能确定他们是否为同一个东西。


怎么样,是不是已经晕了?TLC比你家的TCL复杂多了吧?哈哈哈,这就是化学狗的过人之处!

Qiangs敬上。




作者:Qiangs

审核:fenske HE 、钒高

美编:彧文


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编辑于 2017-09-05

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