- Оптимальная толщина слоя сорбента равна примерно 0,25 мм.
- Небольшое содержание воды в сорбенте играет большую роль только при разделении производных углеводов в неполярных растворителях.
Тонкослойная хроматография (ТСХ) в том виде, в каком она известна сейчас впервые была описана Шталем 1958 г., а в 1961 г. появилось первое сообщение о применении ТСХ для разделения углеводов. Начиная с этого времени ТСХ широко используется для идентификации углеводов, в том числе незамещенных моно- и олигосахаридов и различных производных сахаров и сложных эфиров, циклических ацеталей и других производных. Тонкослойная хроматография имеет ряд преимуществ перед бумажной хроматографией:
1. Анализ занимает настолько мало времени, что результат становится известным уже через несколько минут, это делает ТСХ удобным методом при слежении за ходом реакции.
2. ТСХ можно использовать для разделения как свободных сахаров, так и их производных. 3.Метод характеризуется высокой разрешающей способностью, например позволяет разделить производный аномеров с молекулярным весом вплоть до 1500.
4. Для обнаружения пятен можно использовать различные реагенты, так как применяемые неорганические сорбенты намного прочнее бумаги.
5. Для анализа можно брать большие количества веществ, что облегчает обнаружение минорных компонентов смеси.
МЕТОДИКА (общие принципы)
Чаще всего для разделения углеводов используют силикагель G, силикагель Н, окись алюминия, кизельгур G и целлюлозу. Слабокислый силикагель обычно применяется при изучении производных сахаров. Если на силикагеле не удается достичь хорошего разрешения основных или нейтральных сахаров и их производных, используют окись алюминия — более активный, чем силикагель, сорбент, обладающий основными свойствами. Кизельгур и целлюлозу, являющихся нейтральными носителями, целесообразно применять, для анализа свободных сахаров.
Размер используемых пластинок зависит от цели анализа. Если ТСХ используется для контроля за ходом химической реакции, удобны предметные стекла микроскопа. Однако для качественного анализа лучше всего пользоваться пластинками размер ром 20X20X0,3 см. Перед нанесением слоя пластинки тщательно моют со стиральным порошком, споласкивают дистиллированной водой; и протирают насухо тканью, не оставляющей ворсинок. Если пластинки покрыты жиром, необходимо предварительно обработать их хромпиком или каким-нибудь горячим моющим средством.
Известно несколько способов нанесения слоя: намазывание, поливка, погружение и опрыскивание. Наиболее употребимых методы:
Опрыскивание. На три подставки (25x30 см) помещают 120 предметных стекол. Суспензию 20 г силикагеля G в 50 мл дистиллированной воды тщательно встряхивают в течение 1 мин, выливают в круглодонную колбу емкостью 250 мл и при помощи пульверизатора при медленном токе воздуха наносят слой на пластинки. Пластинки с нанесенным слоем сушат 10 мин на воздухе, затем досушивают и активируют, выдерживая 30 мин при 130 °С. Готовые к употреблению пластинки хранят на подставке в эксикаторе.
Намазывание. Суспензию 30 г силикагеля Н в 80 мл дистиллированной воды наносят на пять (20x20X0,3 см) чистых стеклянных пластинок слоем толщиной 0,25 мм; если размер пластинок меньше, их берут соответственно больше. В некоторых типах аппаратов для нанесения слоя (аппликаторы) пластинки прижимаются к нижней поверхности направляющих рельсов надутой камерой. Поэтому можно пользоваться пластинками из обычного оконного стекла двойной толщины, так как даже на стеклах разной толщины слой будет одинаковым. Пластинки с нанесенным слоем выдерживают при комнатной температуре 2 ч, после чего активируют 2 ч при 130 °С. Активность сорбента определяется температурой и временем активации— при снижении температуры или уменьшении длительности активации активность понижается. Края пластинки выравнивают шпателем. В связи с тем что влажный воздух комнаты снижает активность сорбента, пластинки либо хранят в эксикаторе, либо перед употреблением прогревают 30 мин при 130°С и сразу же охлаждают.
Специальные добавки к сорбентам (импрегнирование) улучшают разделение смесей углеводов. В ряде случаев целесообразно вместо дистиллированной воды применять растворы ацетата натрия, борной кислоты или двузамещенного фосфата натрия.
Для нанесения образца на пластинку, как правило, используют микропипетки, микрошприцы или капилляры. На пластинки большего размера накладывают шаблон из прозрачной пластмассы с прорезанными отверстиями и 1—3 пятна 1%-ного раствора наносят с интервалом в 1,5 см на расстоянии 1,5 см от нижнего края и 3,0 см от боковых краев пластинки. Для хорошего разделения необходимо, чтобы диаметр пятна был как можно меньше (<3 мм), поэтому используемые растворители должны быть легколетучими.
Смеси, состоящие из двух или трех растворителей различной полярности, часто дают лучшую картину разделения, чем чистые растворители. Выбор проявителя зависит от полярности исследуемых сахаров. Так, для незамещенных углеводов хорошим проявителем является смесь н-бутанол — уксусная кислота — эфир — вода (9:6:3:1 по объему), а для производных углеводов — смеси петролейного эфира (30—60 °С) и ацетона (в различных соотношениях). Чтобы воспроизводимость результатов была достаточно хорошей, рекомендуется брать перегнанные растворители и свежеприготовленные системы проявителей.
Проявление. В хроматографическую камеру наливают соответствующий проявитель слоем толщиной 0,5—1,0 см. Через него пропускают полосу фильтровальной бумаги ватман № 1, которую прикрепляют к боковым стенкам камеры. Камеру герметически закрывают крышкой с зажимами и оставляют на 30 мин для насыщения. Полное насыщение камеры парами проявителя необходимо для получения воспроизводимых результатов. Если в системе содержится легколетучий растворитель, камеру можно поместить в баню со льдом. Когда фронт растворителя на пластинке достигнет высоты 10—15 см, крышку снимают и отмечают положение фронта и лишь после этого вынимают пластинку. В некоторых случаях, чтобы улучшить разделение компонентов, продолжительность проявления увеличивают или проводят двукратное или трехкратное проявление с высушиванием пластинки между ними или двукратное проявление в перпендикулярных направлениях (двумерная хроматография). Длительность проявления определяется характером растворителя: для проявления пластинки размером 20x20 см неполярными растворителями достаточно 20—30 мин, тогда как при проявлении полярными растворителями, содержащими воду, необходимо 1—2 ч.
После высушивания пластинки можно приступать к обнаружению пятен.
Методы обнаружения, не вызывающие деструкции анализируемых веществ.
Если компоненты- смеси окрашены (что, как правило, нехарактерно для углеводов), их легко обнаружить визуально. Некоторые производные сахаров обнаруживают по флуоресценции в ультрафиолетовом свете. Если сами вещества не флуоресцируют, к сорбенту можно добавить флуоресцентный индикатор, например смесь силиката и сульфида цинка, или воспользоваться коммерческим сорбентом, уже содержащим индикатор — смесь марганца и активированного силиката цинка. В этом случае сахара проявляются в УФ-свете в виде темных пятен на светящемся фоне. Иод, родамин В, бромтимоловый синий, 2',7'-дихлорфлуоресцеин, вода — реагенты, позволяющие обнаружить сахара, не разрушая их.
Методы обнаружения, вызывающие деструкцию анализируемых веществ.
Все реагенты, используемые для обнаружения компонентов сахаров на бумажных хроматограммах (кроме реагентов, требующих промывки хроматограмм), пригодны и для тонкослойной хроматографии.
Кроме того, в ТСХ можно использовать и такие реагенты, как концентрированная серная кислота. При прокаливании пластинки, опрысканной кислотой, сахара обугливаются. Как правило, пластинку слабо опрыскивают 5—50%-ным раствором серной кислоты в воде или спирте и нагревают 10 мин при 130°С. При подобной обработке цвет сорбента не изменяется.
Для обнаружения углеводов используются также реагенты, дающие цветные реакции с сахарами и их производными:
1) анисовый альдегид + серная кислота;
2) нафторезорцин +серная кислота
3) нафторезорцин +фосфорная кислота (кетозы дают красное окрашивание, альдозы - синее);
4) азотнокислое серебро + основание;
5) кислый анилинфталат;
6) о-аминодифенил + ортофосфорная кислота;
7) дифениламин + анилин + фосфорная кислота;
8) п-анизидинфталат или хлоргидрат н-анизидина (гексозы дают зеленое окрашивание; пентозы — фиолетово-красное; 6-дезоксигексозы — желто-зеленое; уроновые кислоты — коричневое);
9) мочевина + фосфорная или соляная кислота;
10) хлористый 2,3,5-трифенилтетразолий;
11) бихромат калия + серная кислота;
12) азотнокислое железо(III) +солянокислый гидроксиламин;
13) перманганат калия + едкий натр;
14) карбазол + серная кислота;
15) димедон + ортофосфорная кислота (кетозы дают серо-зеленое окрашивание);
16) фенол+серная кислота;
17) тимол + серная кислота;
и многие другие.
3.2. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ТОНКОСЛОЙНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ
Тонкослойная хроматография находит все большее применение для количественного определения углеводов. Этот метод чрезвычайно полезен при изучении кинетики реакций, исследовании их механизма и определении выхода продуктов, однако он применим лишь для анализа смесей, компоненты которых можно полностью разделить. Способы количественного определения делят на две большие группы:
а) прямое определение (установление количества вещества непосредственно на пластинке);
б) косвенное определение (элюирование пятен вещества с последующим анализом элюата физическими методами).
Для прямого определения используются денситометрия и радиометрия элюатов. Обе группы методов требуют построения калибровочных кривых, связывающих концентрацию компонента с интенсивностью окраски, степенью поглощения или уровнем радиоактивности соединения.
Если на каждом этапе анализа соблюдаются все меры предосторожности, точность описанных ниже методов составляет 3—5%. Измерение интенсивности окраски сахара или продуктов его распада непосредственно на хроматограмме производится методом денситометрии. Ввиду того, что сами сахара не окрашены, их обрабатывают реактивом, вызывающим появление окрашенного пятна на фоне слоя сорбента. Цвет последнего, как правило, не изменяется (белый). Если сорбент все-таки окрашивается, необходимо, чтобы окрашивание было. Пятна должны иметь четко очерченные границы и не должны выцветать. Даллас, а также Шеллард и Алам подробно рассмотрели факторы, влияющие на точность и воспроизводимость результатов анализа
Чтобы оценить содержание сахаров в образце, можно также сфотографировать хроматограмму (или сделать фотокопию) и, разрезав поученный снимок на полосы, просканировать их на денситометре.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
