1、薄层色谱的最新应用及进展1成绩 批阅人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 日薄层色谱的最新应用及进展2选题 结构 表达 格式 综合 总
2、分 批阅人（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
3、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 20 m, 点样量 1 5 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
4、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
5、 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 100 250 m、点样量 0. 1 0. 2 L, 展距 3 6cm,展开时间 3 20m in,最小检测量 0. 1 0. 5 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薄层色谱的最新应用及进展3器火焰中心 ,使化合物燃烧裂 解 ,形
6、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
7、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
8、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薄层色谱的最新应用及进展4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
9、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
10、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
11、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,后者为吸收薄层色谱的最新应用及进展5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
12、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 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- F
13、T-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 16g 。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 :提纯直接引入法。提纯直接引入法是实现
14、 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。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。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。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
15、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薄层色谱的最新应用及进展6技术。串联质谱可提供比单一质谱更详细的
16、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。薄层色谱方波阳极伏安法, 可检测出 ng 级重金属;另外还有薄层色谱脉冲极谱联用, 薄层色谱库仑滴定联用等。Xu MT 等14用 TLC 分离出生物样品中的双氯芬酸，在 0. 25mol /L HA c- N aA c(pH 5. 0)支
17、持液中研究其极谱吸附波, 最低检出浓度 6. 010-8mol /L。 薄层色谱与各种电化学方法联用操作简单 ,将薄层色谱分离出的样品斑点刮下, 直接加入电化学反应溶液中即可获得电化学检测与分析结果 。 其他联用薄层色谱可以与高效液相色谱(HPLC)联用, 一些样品组成复杂或含量极微时, 直接采用 高效液相色谱分析比较困难,可用薄层色谱先分离 、纯化 ,将样品在薄层的斑点洗脱下来, 再将 洗脱液进样于高效液相色谱分析 。薄层色谱 -气相色谱联用 ,将样品先在薄层上分离 ,定量收 集欲测组分的斑点,经洗脱 、浓缩、衍生化等步骤,注入气相色谱仪再进行分离和鉴定 。除此之外 ,薄层色谱还可与原子吸收
18、光谱、荧光光谱和光声光谱等联用。3. 薄层色谱方法的应用及其展望3.1 医药方面的应用 由于薄层色谱的快速 、简便与实效性 ,广泛应用于中草药品种鉴别和成分分析、中成药鉴 别和质量标准研究、合成药物的定性鉴别 、纯度检查、稳定性考察和药物代谢以及合成工艺监控分析、生化和抗生素研究等方面。应用薄层色谱的最新应用及进展7薄层扫描即薄层色谱与紫外分光光度或荧光光度分析联用,可进行各种药物的定量 分析。应用硅胶 GF254 色谱板,杜迎翔等分离了合成药物铋甲西林片中的阿莫西林甲硝唑,分离了尼美舒利胶囊中的尼美舒利 ,分离了施保利通口服液中的马卡因、月桂仑 中的氮酮,分离后不必洗脱即可直接在薄层扫描仪上
19、用双波长反射法锯齿扫描, 准确测定各合 成药物制剂中药物成分的含量 。此法更广泛应用于中草药与中成药主要有效成分定量分析, 如应用各种改性硅胶 G 薄层色谱 ,马柏林等分离了杜仲叶中桃叶珊瑚甙, 张国刚等将糖脂双 降茶中菝契皂甙元分离,刘谦光等分离了槟榔四消丸中的大黄素, 刘吉金等分离了玄冬冲剂中 的绿原酸,张尊听等分离了葛根 、葛根注射液、玉泉丸中的葛根素, 李多伟等分离了芦荟中的芦 荟甙、银杏外种皮中的白果酸, 陈代贤等分离了真伪土茯苓中的土茯苓 ,葛早川等分离了黄连、 香连丸 、加味左金丸中的小檗碱 、巴马汀和药根碱, 然后用双波长反射锯齿薄层扫描定量分析 各有效成分 。康纯等用聚酰胺薄
20、层色谱板分离了槐花米 、黄芩复方芦丁片、双黄连口服液中的 黄酮类化合物,并直接进行薄层扫描定量分析 。李素琴应用硅胶 60 色谱板分离了蟾酥中的哇 巴因, 将哇巴因斑点洗脱液进行反向高效液相色谱定量分析 。 3.2 生物样品与毒物分析 薄层色谱法分析的生物样品多为血清、血浆或尿液等, 用来进行药物生物利用度的分析, 检测临床用药的血药浓度, 以利于诊断临床疾病等。毒物分析的内容比较广泛, 包括植物毒 素、真菌毒素、兴奋剂、药物中毒、走私毒品、农药以及尸检、刑侦破案等方面的样品分析。在生物样品分析领域 ,应用高效硅胶 G 薄层板分析尿样中生物样品氯硝西泮代谢物 7- 氨基氯硝西泮 ;应用SKF2
21、54 和硅胶 60F254 高效铝板和玻璃板(Merck)分析了胆汁酸中的 胆酸(C)、甘氨胆酸(GC)、葡糖石胆酸(GLC)、脱氧胆酸 (DC)、鹅(脱氧)胆酸(CDC)、脱氧甘 氨胆酸 (GDC)、石胆酸 (LC);刘宪平等应用硅胶 G 板与高效液相色谱联用定量分析了胃内容物及肝脏中乌头生物碱;许晓宁等使用 HSGF254 和 SKF525 高效板分析了血液中的植物毒素曲马多; U chikoba 等应用硅胶 GF254 薄层板分析了血红素中类胰岛素酶;应用经 0. 27mol /L、pH =7 的 EDTA 溶液修饰的硅胶G 薄层扫描;定量分析了血样、尿样中的氟罗沙星 和司帕沙星。在毒物
22、分析方面, 应用硅胶 GF254 薄层板分析了咖啡因、安替比林、吗啡、安定等 50 种毒物。3.3 食品分析 薄层色谱法还应用于分离测定食品中所含有的碳水化合物、维生素 、有机酸、氨基酸等天然营养成分 ,也用于食品添加剂如色素、防腐剂等 ,以及某些真菌毒素如黄曲霉毒素的分析。应用硅胶 GF254 薄层高效色谱板分析了大豆磷脂酰胆碱 (SPC)粗品中的大豆磷脂酰胆碱 ;应用硅胶 GF254 薄层高效色谱板,分析了食品甜味剂三氯半乳蔗糖 (TGS);应用硅胶 G 薄层色谱单波长反射锯齿扫描定量分析了蔗糖酯中的蔗糖单酯与蔗糖多酯;应用硅胶 G 薄层色谱双波长反射锯齿扫描及与 HPLC 联用,定量分析
23、了猪油中的胆固醇;王琼等使用硅胶 G 薄层色谱单波长反射锯齿扫描, 定量分析了罐头食品中的 EDTA,应用硅胶 G- 0. 2mol /L 醋酸钠自制板 ,定性分析了蜂蜜中的糖 ;徐仲溪等应用硅胶 GF254 高效板, 单波长反射法吸收扫描定量分析了调味品姜黄中的姜黄素。3.4 其他方面的应用 薄层色谱还适用于无机及金属有机化合物分析、染料及化妆品分析、石油和煤分析、手性化合物分离和化工及高分子材料分析。使用硅胶 G 薄层色谱与薄层色谱的最新应用及进展8IR、NMR 联用分析了 溴敌隆乳油 ,并用紫外分光光度定量 ;田大汀等使用硅胶 G 薄层色谱分析了 23 种氨基酸, 确定了各自的相对展距;
24、杨继红等应用硅胶 GF254 薄层色谱、单波长反射锯齿扫描定量分析了 - 卤代萘与叔己酮碳负离子的亲核取代反应产物 -萘基叔己酮;王树雷等应用聚酰胺薄层板 分离了肾上腺素对映体中 D、L-肾上腺素;徐利等应用纤维素苯甲酸酯类衍生物三 (苯甲酰基) 纤维素 (CTB)、三(4-甲基苯甲酰基)纤维素 (CTMB)、三(4-硝基苯甲酰基 )纤维素 (CTPNB)和 微晶纤维素 ,混合水和乙醇制备手性固定相薄层板 , 分析了 6 对含氮手性药物 (普洛萘尔, 异 丙嗪,氯喹, 氧氟沙星 , D51, D66),确定了各药物的 R f 值 ;毕延根等应用 S色谱棒及 TLC-FID 法检测了重质油中饱和
25、烃 、芳香烃和胶质。应用 3g 硅胶 G 加 0. 075g NH4 Ac、9mL 0. 5%CMCNa 自制板 ,金属双硫腙螯合物 TLC 分离 ,扫描仪扫描、薄层扫描图像处理软件处理, 定量分析了含朱砂中成药牛黄清心片 ,天王补心丸中的金属汞和铜 ;Mohammad 等应用硅胶 G 板分离 、分光光度法定量分析了河水 、海水 、铝土矿中的 A l( )、Fe()、Ti()。 3.5 展望薄层色谱因其设备简单、操作方便、适用性广 ,可以快速给出可靠、准确的结果等特点, 一 直被很多分析工作者所关注,并被用于许多领域。随着新的固定相和高速发展的仪器技术的 引入, 薄层色谱已成为一种灵敏 、高效
26、的分离与分析方法。今后, 薄层色谱法仍将是可供选择 的经济 、可靠 、快速的重要分析方法之一, 并会有更加广阔的应用前景。参考文献1暨仕臣,韩自勃.薄层色谱分析中流动相的确定J. 实验技术与管理. 1986(02)2雷启建,李云辉. 无机离子的薄层色谱分析J. 湖南有色金属. 1991(02)3胡慷.薄层色谱分析法的进展J. 化学世界. 1981(10)4周同惠. 薄层色谱分析及其最新进展J.云南化工. 2014(03)5何志昂,王权. 浅谈 TLC 中展开剂的选择J.中国高新技术企业. 2014(07)6侯立新.薄层色谱新技术在中药分析中的应用进展J.基层医学论坛. 2012(29)7解育静薄层色谱在中药中的研究J.科技信息(学术研究). 2012(36)8李凯.薄层色谱方法的改进J.实验室科学.2013(01)9刘琬晖,严铭铭,赵大庆. 硅胶薄层层析展开剂构成的变化对不同极性成分 Rf 值的影响 长春中医药大学学报.2011(03)10顾英,冯怡. 薄层色谱新技术在中药药物分析方面的应用J.时珍国医国药.2011(12)11孔庆江.薄层色谱分析在层析分离过程中的应用J.化学工程师.2012(04)
