2014-2015第一学期课程考查论文课程名称：现代分离方法与技术论文标题：薄层色谱的最新应用及进展摘要: 介绍常规薄层色谱和几种高效薄层色谱分析方法,薄层色谱与红外光谱、表面增强拉曼光谱、核磁共振、质谱、电化学等联用检测技术,以及薄层色谱与联用检测技术在医药、生物制品、毒物、环境有害物质、食品及其他领域定性定量分析中的应用,并对其前景进行了展望。
关键词:薄层色谱分析；质谱计；胶束薄层色谱；红外光谱；拉曼光谱；电化学检测；硅胶板；专业班级：学号：姓名：考查时间:2015年1月2日（以下论文正文：标题4号黑体，正文小4号宋体，英文和数字Times New Roman）薄层色谱的最新应用及进展薄层色谱(thin layer chrom atography, TLC)是一种快速、简便、高效、经济、应用广泛的色谱分析方法。
薄层色谱的特点是可以同时分离多个样品, 分析成本低, 对样品预处理要求低, 对固定相、展开剂的选择自由度大 ,适用于含有不易从分离介质脱附或含有悬浮微粒或需要色谱后衍生化处理的样品分析。
TLC广泛地应用于药物、生化、食品和环境分析等方面, 在定性鉴定、半定量以及定量分析中发挥着重要作用。
常规的 TLC法存在展开时间长、展开剂体积需求大和分离结果差等缺点。
高效薄层色谱法是近年来迅速发展的一种高效、快速、操作简便、结果准确、灵敏度高和重现性好的薄层色谱新技术已广泛用于各个领域，下面对薄层色谱方法、薄层色谱检测技术层色谱应用的新进展进行介绍。
1.常规的薄层色谱方法TLC分离的选择性主要取决于固定相的化学组成及其表面的化学性质。
常规薄层色谱的固定相为未改性的硅胶、氧化铝、硅藻土、纤维素和聚酰胺等 , 平均颗粒度 20μ m, 点样量 1 ～ 5μ L,展开时间 30～ 200m in, 检测限 1 ～5ng。
以正相色谱占主导地位,设备简单, 所需资金投入少 ;不足之处是分离所需时间长 ,有明显的扩散效应。
周漩等[ 1]在硅胶 G薄层板上用氯仿 - 乙酸乙酯 -甲醇- 水(体积比 15: 40:22: 10)作展开剂, 测定了人参皂甙的 R f值 ,并计算描述了在正相薄层色谱中人参皂甙结构与保留值之间的关系。
谢丽华等以乙酸乙酯 -无水乙醇- 水 (体积比 4: 1: 0. 6)为展开剂 ,玄参的特征性有效成分哈巴俄苷 (harpagoside)和哈巴苷 (harpagide)为对照品 ,对不同产地玄参药材以及数种易混淆药材进行检测,建立了中药玄参薄层色谱鉴别法 ,方法操作简便、准确、可靠。
1.1高效薄层色谱高效薄层色谱(HPTLC)采用更细、更均匀的改性硅胶和纤维素为固定相 , 对吸附剂进行疏水和亲水改性 ,可以实现正相和反相薄层色谱分离,提高了色谱的选择性。
C2 、C8和 C18化学键合硅胶板为常见反相薄层板。
高效板厚平均 100 ～ 250μ m、点样量 0. 1 ～ 0. 2μ L, 展距 3 ～ 6cm,展开时间 3 ～20m in,最小检测量 0. 1 ～ 0. 5μ g,较常规 TLC可改善分离度 ,提高灵敏度和 34重现性 ,适用于定量测定。
1.2棒状薄层色谱棒状薄层色谱(TLC- F ID)是用石英棒作支持物涂上硅胶, 点样、溶剂展开。
样品在色谱棒上分离后,将棒通过适当的机械传动装置穿过氢火焰离子化检测器火焰中心 ,使化合物燃烧裂解 ,形成离子碎片和自由电子, 再由电极收集并产生与化合物量成正比的电流信号, 从而测出各物质的含量(图 1)。
该方法优点是灵敏度高,操作简便, 薄层棒可反复使用, 通用性好 ,可用于非挥发性、没有可见及紫外吸收、没有荧光以及衍生化困难的有机化合物的定性定量分析, 被广泛地应用于工业、食品、药物及医学等领域。
利用 TLC-FID方法测定了不同来源、不同种类的催化裂化原料油的烃族组成。
将重油样品用甲苯溶解后点在 SIII 型色谱棒上,正庚烷和甲苯分次展开后, 转移到氢火焰上扫描,得到试样中饱和烃、芳烃、胶质以及沥青质的分离薄层色谱图。
1.3加压薄层色谱加压薄层色谱(OPLC)是指在水平的薄层色谱板上施加一弹性气垫。
展开剂不是靠毛细作用力 ,而是靠泵压被强制流动,因此可以采用更细颗粒的吸附剂和更长的色谱板,分离所需时间缩短,扩散效应减小, 分离效果更好。
1.4离心薄层色谱离心薄层色谱(CTLC)又叫旋转薄层色谱, 是一种离心型连续洗脱的环形薄层色谱分离技术 ,主要是在经典的薄层色谱基础上运用离心力促使流动相加速流动。
离心力用于分离, 可以减少破坏,对沸点高、分子量大的化合物有利 ,可用于分离 100mg左右的样品。
使用商品化生产的离心薄层色谱仪 ,仪器结构简单。
尽管其分辨率低于制备型 HPLC, 但操作简便 ,分离时间短, 并且无须将吸附剂刮下即可将产物洗脱下来 ,广泛应用于合成和天然产物的制备分离。
采用离心薄层色谱法提取大豆磷脂酰胆碱 (SPC), 速度快, 溶剂消耗量少, 制备样品量大,成本低。
用硅胶GF254、和CaSO4.H2O,加聚丙烯酸钠水溶液混合均匀,铺制薄层盘,烘干,薄层盘可重复使用5次以上,洗脱液:CHC l 3- CH3OH- H2O。
2.薄层色谱检测方法薄层色谱的定量检测有吸收测定法、荧光测定法和荧光猝灭法。
对在可见及紫外光区有吸收的化合物可用钨灯和氘灯在 200 ～ 800nm范围进行透射和反射吸收法测定。
化合物本身或者经过色谱前和色谱后衍生化生成对紫外有吸收并能放出更长波长的化合物适用荧光法测量,荧光法灵敏度高, 最低可测至 pg 级。
本身无颜色、又无特征紫外吸收或荧光, 并且不易衍生的化合物可采用荧光猝灭法测量, 使用含有荧光剂的薄层板。
薄层色谱扫描仪的常见扫描方式有直线扫描、锯齿扫描、飞点扫描、圆形扫描、倾斜扫描和多通道自动扫描等, 分别采用单波长或双波长的测光形式。
除此之外 ,薄层色谱还可与其他分离分析技术联用, 更有利于化合物的定性鉴别和定量检测。
2.1薄层色谱-傅立叶变换红外光谱联用检测化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息 ,是定性的有力手段 ,也可以用于定量。
目前薄层色谱和红外技术联用主要采用原位法、光声光谱检测法(PAS)、自动洗脱物转移法和红外显微镜法[ 11 ] 。
原位法是采用改装DRIFTS附件, 由步进马达驱动TLC板, 对色谱斑点进行红外测量。
由于TLC固定相有强红外吸收 ,分析物吸收带容易发生畸变。
光声光谱法是将TLC板上附着有分析物的固定相依次转移到PAS附件中进行FT IR-PAS分析, 再用差谱方法扣除固定相的吸收,得到分析物光谱图。
同原位一样,固定相的强红外吸收会对分析物光谱产生干扰。
自动洗脱转移法使用TLC-FTIR自动接口。
样品在常规板上展开后,将板旋转90°,用螺丝固定在带有样品杯的金属部件上, 杯中充有KBr或KCl粉末,杯底部的金属丝芯和TLC板接触, 将板置于转移附件里 ,展开的各组分会被转移附件罐里的溶剂推向顶部 ,借助金属丝芯的毛细作用进入杯中。
转移完 ,用干燥空气流吹洗各样品杯表面,使杯中溶剂挥发, 组分沉积在杯顶部的KBr表面上,最后进行红外扫描。
红外显微镜法是用氧化钴作固定相涂在显微镜载片上,样品在氧化钴上展开后直接用红外显微镜测量, 用氧化钴代替硅胶和氧化铝 ,可消除固定相的干扰。
2.2薄层色谱-拉曼光谱联用检测拉曼光谱和红外光谱都属分子振动光谱,前者为散射光谱,后者为吸收光谱,分子偶极矩越大, 红外吸收强度越大;振动时分子极化率改变越大, 拉曼散射越强, 所以通过两种光谱的相互配合、补充,可以更好地解决化合物结构测定问题。
薄层色谱和表面增强拉曼光谱(SERS)联用较多。
表面增强拉曼要求检测的分子必须含有芳环、杂环、氮原子、硝基、氨基、羧酸基以及磷、硫原子, 因为这些基团可通过孤电子对或π电子与表面增强基底相互作用,从而产生拉曼散射增强效应 ,样品用量可低至数微克。
常用表面增强基底为银溶胶 ,通过硝酸银、柠檬酸三钠经氧化-还原反应制备 ,该银胶具有很强的表面增强活性,滴洒在薄层斑点原位 ,水分挥发干后测 FT-SERS谱。
应用 TLC- FT-SERS技术对天然药物钩藤生物碱中一对异构体 (钩藤碱与异钩藤碱 )进行高灵敏度的分离和斑点原位特征拉曼光谱检测 ;并应用 TLC- FT-SERS技术原位斑点获得中草药麻黄中麻黄生物碱衍生物中一对关于手性碳的光学异构体 (去甲基麻黄碱和去甲基伪麻黄碱 )的指纹光谱,原位样品仅需 16μg 。
便携式薄层色谱━拉曼光谱联用仪2.3薄层色谱-质谱联用相比其他联用技术,质谱是一种灵敏度高、选择性好、可提供丰富的组成和结构信息、能够进行有效定性的现代分析手段。
薄层色谱与质谱的联用,实现了优势互补, 更利于复杂样品的定性。
由于分离后的薄层色谱体系包括过量吸附剂、粘和剂、荧光指示剂,残余溶剂和盐等,每一个斑点都很难达到完全纯净 ,因而对质谱的接口提出了更高的要求。
目前常见的接口技术有以下几种 :①提纯直接引入法。
提纯直接引入法是实现 TLC- MS联用的最简单方法, 也是广泛采用的方法。
在这种方法中, TLC和MS的联用是离线的, 薄层色谱仅作为一种分离提纯方式。
样品经薄层色谱分离后 ,斑点从板上转移,用适当的溶剂洗脱,蒸去溶剂后精制得纯品, 再将纯品注入质谱计进行分析。
②热蒸发法。
该方法适用于易挥发、热稳定、分子量小的样品 ,样品分子受热蒸发,从而直接同吸附剂分离。
③特殊洗脱技术。
特殊洗脱技术包括许多设计巧妙的仪器装置和方法, 使溶剂能有效将样品洗脱并迅速转移至质谱计, 连续性好。
④毛细管技术。
毛细管可以广泛用于TLC- MS接口上。
利用高温高压迫使溶剂从薄层板转移至坯中渗滤,从而使样品快速流过毛细管,直接进入快原子轰击电离 (FAB)室或其他电离室, 这与加压薄层色谱原理相似 ,但不需要泵,设备小巧易制, 连续性好。
其次,实现 TLC与 MS联用, 还要考虑质谱中样品分子的电离方法。
传统的电子轰击源 (EI)和化学电离源 (CI)均可应用于 TLC- MS。
还有一些新的分子离子化方法 ,如快原子轰击 (FAB)、二次离子质谱 (SIMS)和基质辅助激光解吸 (MALD)等。
这些新的离子源的使用, 使 TLC- MS在化合物定性方面更加快速、准确、灵活 ,大大扩展了薄层色谱的应用。
除此之外,还发展有 TLC- MS- MS技术。
串联质谱可提供比单一质谱更详细的信息 ,且不受背景离子的干扰,不受共色谱体系污染。
将串联质谱同薄层色谱联用 ,同TLC- MS联用一样 ,可采用“手动方式或”“仪器方式”连接。
此技术广泛应用于合成化合物和天然产物。
采用dart质谱鉴定中草药薄层色谱中标记化合物2.4薄层色谱-电化学方法联用用薄层色谱分离出肉豆蔻科植物色素抗氧化剂 ,并用循环伏安法研究了它们的氧化还原性质。