信息化背景下谈化工检验薄层色谱分离技术

      前言 
　　平面色譜法又包括纸色谱法和薄层色谱法。薄层色谱法是用载板上涂布或烧结一薄层物质作为固定相的液相色谱法。应用最多的是以硅胶为固定相的吸附薄层色谱法。薄层色谱与纸色谱相比，具有分析时间较短、分离能力较强，检出灵敏度较高的特点。20世纪60年代以来已取代了部分纸色谱的工作。又由于薄层色谱实现了仪器化，自动化程度提高，测定精度及灵敏度都有很大提高，至今仍充满活力。 
　　1 色谱原理 
　　色谱这一概念首先由俄国著名植物学家Tswett提出，在研究植物色素组成时发现了色谱分离的潜力，首次提出了色谱法这一概念。色谱法（chromatography）是一种分离并分析复杂样品的方法，在化学和生物等领域有着广泛的应用[1]。它主要利用复杂样品本身性质的不同，在不同相态的进行选择性分配，以流动相和固定相的相互位移对复杂样品中的单一样品进行分类洗脱，复杂样品中不同的物质会以不同的洗脱速度在不同的时间上脱离固定相，最终达到分离复杂样品的效果。 
　　薄层色谱法具有众多的优点：速度快，可同时展开多个试样；试样预处理简单，对试样限制少；仪器简单，操作方便；分离能力较强且灵敏度较高。因此，其使用范围广，使用频率高，已广泛地应用于中药指纹图谱分析、食品添加剂分析、环境科学和化学化工等领域。
　　2 色谱技术在生产中的应用 
　　2.1 精细化工领域 
　　随着色谱分离技术研究的不断深入，尤其集成化和规模化色谱分离技术的应用，使得色谱分离技术在精细化工领域应用越来越广泛，尤其在发掘工业生产过程中，色谱分离技术尤为重要。在发掘工业领域，发酵液成分复杂，杂质多样，而目标样品往往含量较低，如何实现目标成分的高效分离分析，对于该行业的发展起着关键作用。 
　　2.2 医药领域 
　　随着医药现代化生产的不断发展，对于医药组分的分离与单一成分研究要求越来越高。但由于药学成分提取复杂，有效成分含量较低等原因，因此需要更为严格的分离分析手段进行药效成分的分离和含量测定。目前在医药成分分离分析领域主要应用到的色谱技术主要包括薄层色谱，气相色谱和毛细管电泳技术。而随着现代分析仪器的不断发展，尤其中药及天然药物药效成分组成极其复杂，对其分离要求也愈发严格，需要发展更为精密的色谱技术，如超临界色谱，高效逆流色谱，高效毛细管电泳和色谱-质谱联用技术。 
　　2.3 蛋白质组学研究 
　　色谱技术除了在工业生产中有着广泛的应用之外，在微观大分子分离领域也有着重要的应用。例如蛋白质组学研究中，色谱分离技术也有着重要应用。目前对于蛋白质组的分离研究，主要有双向电泳技术和高效液相色谱技术。其中双向电泳技术根据蛋白质的分子量及等电点在二维领域将蛋白质进行分离，可以直观显示生物体内的蛋白质组成，双向电泳结合质谱技术已成为蛋白质组学研究的一个成熟的研究平台。 
　　3 化工检验薄层色谱分离技术 
　　将样品溶液点于预先涂布有固定相（如硅胶）薄层板一端适当的位置，将板置于层析缸中，使点有试样的一端浸入流动相（展开剂）中，由于薄层的毛细管作用，展开剂沿薄层渐渐上升，试样的各组分沿着薄层在固定相和流动相之间不断发生溶解、吸附、再溶解、再吸附。由于各组分的分配系数不同使它们在薄层上移动的距离也不同，从而达到分离。展开剂上升到一定距离时，从层析缸中取出薄层板。如果组分是有色的，就可以看到各个色斑，如果组分无色，要用物理的或化学的方法显色，得到一个薄层色谱图。 
　　3.1 薄层色谱操作方法[2] 
　　薄层色谱的实验步骤有：制板、点样、展开、显色、定性和定量。 
　　3.2 薄层板的制备 
　　将平板玻璃裁成正方形或长方形，一般分析用20cm×20cm和20cm×10cm两种。将玻璃片洗净烘干。通常采用湿法制板，它具有薄层牢固、可批量制备、展开后便于保存、分离效果好等优点。 
　　3.3 点样 
　　样品用适当的有机溶剂制成溶液，浓度约为0.5～2mg/ml。点样量为0.5～5ul，在距薄层板底边1cm处点样，原点直径在3～4mm。手工点样用微量注射器。如用点样仪点样，样量精确、形状整齐一致，能提高定量分析的准确度。 
　　3.4 展开 
　　展开的实验操作是，将点样后的薄层板置于密闭的层析槽中，下端浸入展开剂高度不应超过0.5cm。展开距离一般为10～15cm，根据溶剂移动的方向分为上行展开和下行展开。另外，还可利用多次展开、双向展开等方法得到不同的层析结果。 
　　3.5 定位与显色 
　　确定被分离组分的位置称为定位。展开后的薄层板自槽中取出，室温下挥发去溶剂。若被分离组分本身有颜色，它们的位置根据有色的斑点即可确定。无色的化合物可采用物理检出法、化学检出法、酶与生物检出法和放射检出法来定位。 
　　3.6 定性 
　　试样与标准品同板作对照试验，二者只f值相同且显色特性相同，可初步认为是同一化合物。必要时采用其他方法加以验证。 
　　3.7 定量 
　　（1）洗脱法。把组分斑点的吸附剂取出，用溶剂洗脱后，用其他方法测定。如分光光度法、荧光等方法测定。此法操作复杂，效率较低。 
　　（2）原位法。即在薄层上组分斑点位置进行测定。又分为目测法、测面积法和薄层扫描仪扫描定量法。 
　　4 结束语 
　　综上所述，本文介绍了薄层色谱的操作流程、薄层色谱扫描仪的工作原理和原油组分的薄层色谱分离方法。薄层色谱用于定量分析时，最好采用高效薄层色谱法，即采用分离效率高、展开距离短，灵敏度高的高效薄层板。且点样、展开、显色、定量均使用仪器。高效薄层色谱法的应用大大提高了薄层分析的重现性和准确度。 
　　参考文献 
　　[1] 孙秀敏，张敏.薄层色谱分离技术[J].甘肃科技，2009，25（3）：31. 
　　[2] 李凯.薄层色谱方法的改进[J].实验室科学，2008，（1）：163-166.