5.5. Тонкослойная хроматография (тсх)

Тонкослойная хроматография (ТСХ) является планарной разновидностью жидкостной хроматографии, в которой разделение веществ происходит на открытом слое сорбента.

Данный метод один из простейших методов хроматографического анализа, разделение компонентов происходит, при перемещении подвижной фазы через нанесенный на подложку (пластинку) тонкий слой сорбента. Продвижение элюента (подвижная фаза) по сорбенту (неподвижная фаза) обеспечивается капиллярными силами.

Метод ТСХ сочетает преимущества хроматографии на бумаге и колоночной хроматографии, а именно легкость обнаружения отдельных компонентов путем опрыскивания пластинок различными реактивами и широкой выбор адсорбентов применяемых в колоночной хроматографии. Разделение происходит быстро, как правило, в течение 30 мин. Метод позволяет достаточно легко подбирать элюент и сорбент для решения конкретной аналитической задачи. В качестве проявляющих реактивов применяются более агрессивные жидкости и растворы, чем в хроматографии на бумаге. ТСХ относится к микрохимическим методам анализа и позволяет экспериментировать с минимальными объемами исследуемой пробы.

Нисходящий вариант ТСХ применяют в анализе проб, компоненты которых медленно перемещаются по слою. Растворитель подают на пластинку из специального устройства сверху. К капиллярным силам добавляется сила гравитации. Таким способом достигается лучшее разделение, чем при восходящем элюировании.

Для решения задач, связанных с разделением сложных смесей, применяют двухмерную хроматографию. Исследуемую смесь разделяют одним растворителем, затем полученные зоны отдельных компонентов обрабатывают другим растворителем в перпендикулярном к первоначальному направлению. В результате действия двух различных элюентов происходит значительно более полное разделение смеси.

При выборе элюента следует руководствоваться элюотропным рядом, в котором растворители расположены по возрастанию элюирующей эффективности, а так же данными о свойствах разделяемых веществ и их способности взаимодействовать с подвижной и неподвижной фазами. Выбор растворителя аналогичен выбору состава элюента в колоночной хроматографии. Не рекомендуется применять многокомпонентные смеси, предпочтительней одно- или двухкомпонентные элюенты, это улучшает воспроизводимость получаемых данных.

Преимуществом ТСХ метода является большая скорость анализа, более высокое качество разделения, и возможность выбора одной из неподвижных фаз, обладающей наиболее подходящими свойствами. В настоящий время ТСХ является одним из основных методов анализа смесей органических веществ в научных лабораториях и полностью вытеснил бумажную хроматографию.

5.5.1. Параметры тонкослойной хроматографии

Разделяемые компоненты переносятся ПФ вдоль слоя сорбента, образуя отдельные зоны. Положение каждой зоны характеризуется величиной R_f - физический смысл которой определяется отношением скоростей движения зоны определяемого вещества и элюента (см. формулу 5.10).

(5.10)

Поскольку на практике измерить эти величины трудно, величину R_f, называемую подвижностью, экспериментально определяют как отношение расстояния l, пройденного веществом от точки нанесения пробы до центра зоны, к расстоянию L, пройденному элюентом от линии старта до линии фронта элюента за то же время (рис. 5.7.).

Рис. 5.7. Определение разрешения R_f

хроматографических зон на пластине

Величина R_f является индивидуальной характеристикой соединения, хроматографируемого в данном растворителе, в условиях опыта и изменяется от 0 до 1. Оптимальным для практической ТСХ является интервал изменения R_f от 0,2 до 0,8. При R_f = 0 вещество не движется, при R_f = 1 вещество не задерживается неподвижной фазой и движется с фронтом растворителя.