从菠菜中分离叶绿素

1、從菠菜中分離葉綠素目的從菠菜葉中萃取葉綠素，並透過薄層色譜法將葉綠素分離找出這實驗中作為薄層色譜法溶劑的丙酮和己烷的比例，從而達至最佳的分離效果找出色譜上各物質的比移值(Rf values)課程連結 課題十五分析化學葉綠素是植物內的綠色色素，也是植物主要的光感分子。它們能夠吸收可見光的 一些波長，然後將之轉化成化學能。在植物中可找到的兩種葉綠素分別為葉綠素 甲和葉綠素乙。在這實驗中，我們將利用薄層色譜法從菠菜葉中分離葉綠素甲和 葉綠素乙。NNOO2+N Mg NHO O葉綠素甲葉綠素乙物料和儀器 菠菜葉 丙酮濃鹽水己烷無水硫酸鈉剪刀研缽和研杵鑷子160毫米x 16毫米 螺蓋試管25毫升圓錐瓶過

2、濾漏斗抹手紙微細管薄層試片*薄層色譜法中使用的有蓋玻璃瓶滴管濾紙10毫升量筒50毫升燒杯棉花將薄層試片剪裁成小長方塊，長度大約與有蓋玻璃瓶的高度相若。實驗步驟 第一部分：萃取1. 先用水洗淨菠菜葉，再用抹手紙抹乾。利用剪刀把 2克菠菜葉剪成碎塊，放進 研缽裡。加入3毫升丙酮，以研杵將菠菜葉碎塊磨碎。利用塞了一小片棉花的 漏斗將汁液過濾到螺蓋試管中，擠壓殘餘物以取得更多萃取物。2. 將3毫升的丙酮加進研砵中，再次用研杵磨碎殘餘物。利用漏斗將研磨後的汁液過濾到螺蓋試管中。將3毫升丙酮和5毫升己烷加進研缽，再研磨殘餘物，並將汁液 過濾到螺蓋試管中。餘下的殘餘物應呈非常淡綠色。3. 加入3毫升濃鹽水於

3、螺蓋試管中。鎖緊螺蓋並將試管劇烈 搖勻，使螺蓋試管裏含有葉綠素、丙酮和己烷的溶液得以 被濃鹽水沖洗，在過程中必須將螺蓋打開數次，以釋放氣 壓。隨後把螺蓋試管放在試管架上，好讓混和液分成上下 兩層。上層應呈深綠色，而下層則是清澈的。4. 若試管內的乳狀物難以分離，可加入少量濃鹽水以助溶 液分離。以滴管抽取有機液層，並將之收集於一清潔的 螺蓋試管中（或棄置底部的水溶液）。5. 將足夠的無水硫酸鈉加進盛有葉綠素溶液的螺蓋試管中，以吸乾溶液內的水份。然後用濾紙把溶液過濾到25毫升圓錐瓶中。第二部分：薄層色譜法1. 先在距離薄層試片一端約1厘米的位置，用鉛筆畫上一條幼細橫線作為起始 線。用微細管在圓錐瓶

4、內吸取少量葉綠素溶液，然後輕輕點在起始線上，並 稍等候直至溶液蒸發，再在同一點上點上更多的樣本。重複此動作直至有明 顯的色點出現在試片上。2. 把一條長濾紙圍著玻璃瓶內側，再把一張圓形濾紙放在瓶的底部。3. 將丙酮和己烷容量比例為2:8的混合液加入玻璃瓶內，溶液的深度應不超過 1 厘米。把瓶蓋好並靜置數分鐘，讓溶劑在玻璃瓶內蒸發後產生一個飽和的環境。4. 用鑷子把薄層試片放入盛有丙酮和己烷的瓶內，蓋上蓋子 後等候溶液滲透試片。當溶劑快到薄層試片頂端時，將試 片拿出和記下溶液前沿位置。5. 把不同比率的丙酮和己烷加以混合（如3:7、4:6）並重複以 上步驟，找出達至最佳分離效果的混合液。然後找出

5、其 比移值（Rf ）。備註1. 在提取過程中，學生需用濃鹽水沖洗螺蓋試管中葉綠素、丙酮和己烷的混合 溶液，並大力搖動試管。學生應常打開試管蓋子，以釋放由揮發性有機溶劑 所積聚的氣壓。2. 建議在通風櫥內剪裁薄層試片，剪裁時有矽的一面應朝下。3. 圍於玻璃瓶內壁的長濾紙的作用是使溶液在玻璃瓶內蒸發後產生一個飽和 的環境，而放在底部的圓形紙片則用來防止薄層試片向下滑。4. 丙酮和己烷容量比例為3:7的混合液能達至最佳的分離效果。若課堂時間有 限，學生可使用此特定的混合液作薄層色譜法分析。5. 薄層色譜法分析的結果：進行薄層色譜法時，溶劑會在薄層試片上透過毛細作用爬升。由於化學物 有不同的吸附能力和

6、溶解度，混和了的色素便會在流動相（有機溶劑）和固定 相（矽膠板）之間分離。如一種物質吸附在固定相的能力愈強，便愈難被流動 相去除；而吸附能力愈弱的物質便會在薄層試片上升得愈快。另一方面， 移動距離亦取決於色素於溶劑的溶解度。由於實驗中採用了非極性十分高的溶劑（丙酮和己烷的混合溶劑），因此非極 性較高的色素（如胡蘿蔔素）將會有最高的溶解度，從而達至最大的移動距 離。由於葉綠素甲的非極性較葉綠素乙為高（因為葉綠素乙含極性的醛基團），因此葉綠素甲在流動相中的上升速度會比葉綠素乙快，即葉綠素甲停 在薄層試片的位置比葉綠素乙高。問題及建議答案1. 為何要切碎和磨碎菠菜葉？答案：這樣可增加葉的表面面積，有

7、助萃取葉綠素。2. 乙醚可否取代丙酮成為萃取用溶劑？試解釋。答案：可以。乙醚是一有機溶劑，同樣不溶於水。將乙醚加入混合液搖勻，有機 物質會優先溶於有機溶劑中。3. 試寫出這實驗中薄層色譜法的固定相和流動相。答案：固定相-硅膠薄層；流動相-溶劑（丙酮和己烷的混合溶劑）4. 為何利用薄層色譜法能分離一含多種有機成分的混合物 ？答案：在薄層色譜法中作為固定相的硅膠可界定為極性物質，而作為流動相的有 機溶劑則為非極性物質。由於混合物中的組分具不同的極性，各組分吸附在硅膠 或溶解於有機溶劑的程度均有所不同。具有越高極性的物質會對硅膠產生越強的 作用力，亦即吸附力越大，化合物對固定相的吸附能力越強，它在試片上移動的 距離越短。相反，極性越弱的化合物在試片上會移動至越高的位置（所以具有較高的比移值）。5. 請列出實驗以外兩種色譜法。答案：紙色層法和高效液相色譜法（HPLC）。6. 如何從色層分析譜辨別葉綠素甲和葉綠素乙。答案：由於葉綠素乙的極性比葉綠素甲高，因此葉綠素乙對硅膠的吸引力較強， 在試片上爬升的距離亦比葉綠素甲為短，即