分析化学之平面色谱法

一、概述二、平面色谱法的分类和原理三、薄层色谱法四、纸色谱法特点：方便、快速、成本较低，易于推广样品的预处理比较简单应用范围广展开剂选择范围宽

一、概述在平面上进行分离的一种色谱方法，主要包括薄层色谱法和纸色谱法。历史简介1938年，俄国人Izmailov和Shraiber首先实现了在氧化铝薄膜上分离一种天然产物。1949年，两位美国化学家报导了用薄层色谱法成功地分离了精油中的萜烯。1958年，德国化学家Stahl系统描述了用作涂布薄层的材料（薄层色谱固定相）和涂板设备，对薄层色谱技术也进行了规范化描述。Stahl于1965年出版了《薄层色谱法》一书。20世纪80年代出现了仪器化薄层色谱法，薄层色谱的每一步均用仪器来代替以往的手工操作，再配以薄层扫描仪，这样就使薄层色谱法的定量结果的重现性和准确性大大提高。高效液相色谱法薄层色谱法固定相封在色谱柱内均匀涂在载板上样品预处理要求严格较不重要，节省时间、溶剂和材料进样直接引入流动相，每次一个样点在固定相上，可同时点几个色谱分离通过改变流动相比例来改善分离恒组分流动相、梯度洗脱反相色谱占主导地位可采用不同溶剂系统进行同向或双向多次展开正相色谱占主导地位检测最常用：UV最常用：UV定性RtRf

定量符合L-B定律不符合L-B定律二、平面色谱法的分类和原理分类

薄层色谱法： 吸附薄层色谱法 分配薄层色谱法 分子排阻薄层色谱法纸色谱法:分配薄层电泳法

最佳范围0.3-0.5可用范围0.2-0.81、比移值(Rf值)溶质移动距离与流动相移动距离之比。（速度之比？）a、b为原点至斑点中心的距离，C为原点至溶剂前沿的距离

（一）定性参数被分离物质的结构和性质平面的性质展开剂的性质温度展开剂蒸气饱和程度影响比移值的因素

2、相对比移值(relativeRr)

与组分、色谱条件、参考物质有关。Rr值可以大于1，也可以小于1。重现性和可比性均比Rf值好，能消除系统误差（参考物质与组分在完全相同的条件下展开）

（二）相平衡参数分配系数K=Cs/Cm容量因子k

K、k与Rf值的关系：Rf为1的组分，K与k为0，表示该组分不被固定相保留；Rf为0的组分，K与k为，表示该组分停留在原点，完全被固定相所保留。三、薄层色谱法

(thinlayerchromatography；TLC)固定相（吸附剂或载体）涂布成一均匀薄层，点样，（密闭的容器中）展开，斑点显色，（与对照物质）比较进行定性定量。特点：快，需十至几十分钟，同时展开多个试样。试样预处理简单，对试样限制少。载样量比较大，适用于制备。仪器简单，操作方便。分离能力较强。灵敏度较高。吸附薄层色谱法

原理：组分在薄层板上吸附、解吸附、 再吸附、再解吸附的过程。 吸附系数不等实现分离。一般极性强的组分K大，Rf值小；极性弱的组分K小，Rf值大。（一）薄层色谱法的主要类型和原理（一）薄层色谱法的主要类型和原理

分配薄层色谱法原理：多次分配的过程，分配系数（溶解度）不等实现分离分类：正相色谱、反相色谱（一）薄层色谱法的主要类型和原理

分配薄层色谱法正相色谱：水为固定相（硅胶载体），有机溶剂为流动相。 极性强的组分K大，Rf值小。反相色谱：烷基化学键合相为固定相，水－有机溶剂为流动相。 极性强的组分K小，Rf值大。1、吸附剂（1）硅胶：多孔性微粒，表面带有硅醇基，呈弱酸性。

原理：硅醇基(吸附中心)与极性基团形成氢键（吸附性）。

组分与硅醇基形成氢键（被吸附）的能力不同而分离。

应用：酸性和中性物质的分离，如有机酸酚类、醛类等（二）吸附薄层色谱的吸附剂和展开剂硅胶活度与含水量的关系：含水量高，活性级高，活度低。活化：加热至100℃左右，除去吸附水提高活度。（注意温度不可过高）分离效率：与其粒度、孔径及表面积等有关。常用硅胶：硅胶H，不含黏合剂硅胶G，含煅石膏硅胶GF254，含煅石膏和一种无机荧光剂，即锰激活的硅酸锌，在254nm紫外光下呈强烈黄绿色荧光背景。（2）氧化铝碱性氧化铝(pH9.0)——分离中性或碱性化合物，如生物碱、脂溶性维生素等；中性氧化铝(pH7.5)——分离酸性及对碱不稳定的化合物；酸性氧化铝(pH4.0)——酸性化合物的分离。活度也与含水量有关。氧化铝和硅胶含水量与活性的比较

硅胶含水量%活性级氧化铝含水量%0Ⅰ05Ⅱ315Ⅲ625Ⅳ1038Ⅴ15与固定相的分离效率有关的是粒度和孔径粒度越小，均匀性越好，分离效率越高；表面积表面积越大，则与样品之间的相互作用越强，即吸附力越强。

聚酰胺是由酰胺聚合而成的高分子物质。色谱常用的是聚已内酰胺CH2CH2CH2CH2CH2CO‖NHn聚酰胺可分离极性和非极性物质如黄酮、酚类、醌类、有机酸、生物碱、萜类、甾体、苷类、糖类、氨基酸衍生物、核苷类等。尤其是对黄酮、酚类、醌类等物质的分离，远比其他方法优越。

（3）聚酰胺2、展开剂(流动相)

同吸附柱色谱

极性强的溶剂洗脱能力强

常用溶剂的极性强弱顺序：水＞酸＞吡啶＞甲醇＞乙醇＞正丙醇＞丙酮＞乙酸乙酯＞乙醚＞氯仿＞二氯甲烷＞甲苯＞苯＞三氯乙烷＞四氯化碳>环己烷>石油醚。展开剂选择原则：根据被分离物质的极性Stahl简图：极性物质—活度低（活性级大）的吸附剂--极性展开剂

混合溶剂先用单一溶剂展开，若Rf值太小，则加入一定量极性强的溶剂，如乙醇、丙酮等，如果Rf值太大，则加入适量极性弱的溶剂(如环己烷、石油醚等)，以降低极性。展开中加入少量酸、碱可抑制某些化合物斑点拖尾，使斑点集中。展开剂中加入中等极性的溶剂（如丙酮）可使不相混合的溶剂混溶、降低展开剂黏度。（三）薄层色谱操作方法制板均匀点样集中自学，实验课讲展开

(多种方式)预饱和显色

展开薄层色谱中的展开是在一个具有一定空间和形状的密闭容器中，流动相沿薄层（固定相）运动。

直立双槽色谱缸

卧式色谱槽

圆形色谱缸

展开展开方式

↑→↖↗↙↘↑↑↑展开过程中注意溶剂蒸气饱和边缘效应？产生原因？防止边缘效应？边缘效应展开剂的蒸气饱和程度影响样品的色谱行为，尤其在使用混合溶剂时更为突出。同一物质在同一薄层板上出现中间部分的Rf值比边缘的Rf值小，这种现象称为边缘效应。密闭容器，先用溶剂蒸气饱和。

斑点的定位（确定斑点位置）有色物质

日光下观察有紫外吸收

紫外灯下观察在荧光背景下呈现暗斑

无色物质

喷洒显色剂1.定性分析

比较Rf值或Rr值、斑点颜色或荧光常采用已知标准物质对照（同一板上展开）多种展开系统的Rf值与对照品一致。2.定量分析

洗脱法直接定量法（1）目视比较法（如杂质限度检查方法）（2）薄层扫描法（四）定性和定量分析薄层扫描法用一定波长的光束照射展开后的薄层板，测定薄层色谱斑点的吸光度A（或荧光强度F）随展开距离a的变化，所记录的A-a（或F-a）曲线称为薄层色谱扫描图，利用薄层扫描图进行定量及定性分析的方法成为薄层扫描法。

薄层扫描法薄层吸收扫描法薄层荧光扫描法透过法与反射法单波长法和双波长法

单波长法与双波长法常采用双波长法λs选用被测组分的最大吸收波长，λR选用不被被测组分吸收的波长（薄层板的空白吸收）。由于从测量值中减去了薄层本身的空白吸收，所以在一定程度上消除了薄层不均匀的影响，使测定结果准确度提高。图16-10双波长双光束薄层扫描仪图16-11双波长测定法L：光源MC：单色器CH：斩光器①、②为单波长扫描曲线P：薄板PM：光电检测器③为双波长扫描曲线

扫描方式线形扫描快速，但在斑点不规则和浓度不均匀时测量误差较大。曲折形扫描适用于形状不规则及浓度分布不均匀的斑点。薄层色谱的应用广泛应用于各种天然和合成有机物的分离和鉴定，有时也可用于小量物质的精制。药品质量监控，可用于测定药物的纯度和检查降解产物。在生产上可用于判断反应终点，监视反应过程。对中药和中成药，薄层色谱鉴别应用广泛，可鉴别有效成分，进一步进行含量测定。（一）纸色谱法的分离原理纸纤维为载体，吸着在其上的水为固定相属于正相分配色谱依据分配系数的不同而达到分离极性或亲水性强的组分，K大，Rf值小，极性弱或亲脂性强的组分，K小，Rf值大。

四、纸色谱法（二）纸色谱法的实验条件色谱纸的选择对Rf值相差很小的化合物，宜采用慢速滤纸对Rf值相差较大的化合物，则可用快速滤纸固定相水或甲酰胺、二甲基甲酰胺、丙二醇或缓冲溶液。展开剂的选择

增加展开剂中极性溶剂的比例量，可以增大Rf值；增加展开剂中非极性溶剂的比例量，可以减少Rf值。常用的展开剂

水饱和的有机溶剂，如水饱和的正丁醇、正戊醇、酚等操作步骤

点样、展开、显色、定性定量分析（二）纸色谱法的实验条件

小结比移值及其与