薄层色谱基础知识-4

第三章 静相物质与动相溶剂
{dy}节 静相物质
薄层色谱中的静相物质主要是一些吸附剂、担体、离子交换树脂、分子筛等，这些物质对薄层色谱分离效果起着重要作用。一般柱色谱常用的静相物质，多数可在薄层色谱中应用，不同的是薄层色谱所用的静相物质的颗粒较柱色谱为细。克尔希内用淀粉为粘合剂系统地研究了一些无机吸附剂，发现以硅胶和氧化铝制成的薄层板分离效果{zh0}，至今仍是薄层色谱中应用最广泛的吸附剂。随着薄层色谱的不断展，近年来还出现了不少应用广泛的有机静相物质，如聚酰胺、纤维素、离子交换纤维素以及凝胶过滤色谱用的多聚葡萄糖凝胶等。以下就常用的静相物质作一简略介绍：［9—11］
（一）无机静相物质：
（1）硅胶：硅胶是由硅胶酸脱水而成，
硅胶是薄层色谱中应用最多的一种吸附剂。硅胶结构具有多孔性，孔隙多在20—150埃之间。孔隙大小和表面面积大小对吸附性能有很大的影响。经实验证明，用于薄层色谱有硅胶，其粒度以200—250目，孔隙在80—150埃为适宜。粒度太粗，分离效果不佳；过细，展开速度较慢。硅胶又有很强烈的吸湿性，在相对湿度为45—75%时，能吸取7—20%的水份，这一性质往往使已活化的硅胶吸水，减低其活度。硅胶颗粒表面有大量的—OH基，带有一定的酸性（pH4—5），故适于酸性或中性物质的分离。相对来说，硅胶更适于分离疏水性物质，而分离亲水性物质的效果较差。硅胶对对玻璃有亲和性，容易附着在玻璃上，也是其优点之一。
目前，国内外已有适用于薄层色谱的商品硅胶供应。因此实验室自制硅胶吸附剂已无必要。常见的商品硅胶有以下几种规格：
1）不加粘合剂的硅胶：即适用于薄层色谱的纯硅胶粉。商品称硅胶H或硅胶N。
2）加粘全剂的硅胶：加有15%石膏的硅粉胶，商品称为硅胶G。加有15%淀粉的硅胶，商品称硅胶S。
3）含荧光指示剂的硅胶：这类硅胶粉含有无机荧光性物质，如硫化镉等，在短波紫外线照射下，产生绿色荧光，商品称为硅胶GF254、硅胶Guv254或硅胶HF254。
4）高纯薄层硅胶：商品称硅胶G—HR及硅胶HF—HR。
（2）氧化铝：氧化铝为应用范围仅次于硅胶的一种薄层吸附剂，吸附力很强。吸附率与氧化铝的结构有关，一般比表面积以100—200米2/克为佳。氧化铝的重活化温度在200℃左右，温度过高会减少它的比表面积，而氧化铝的比表面积低于6米2/克就不能用为吸附剂，故氧化铝不能加热到500℃以上，商品氧化铝多为碱性（约pH9），但也有中性（约pH7）、酸性（约pH4）氧化铝。氧化铝薄层板主要用来分离碱性和中性的弱极性化合物。在充分减活化的情况下，也可以分离强亲水性的化合物，如醣类、氨基酸等。商品薄层用氧化铝也常加入粘合剂石膏，这样可使氧化铝的碱性减弱，甚至达到中性，因此在需用碱性薄层板时，应加以注意。常用的氧化铝有：
1）不加粘合剂的氧化铝：即适用于薄层色谱的纯氧化铝粉，商品称氧化铝H，或氧化铝N。
2）加粘合剂的氧化铝：加有石膏的氧化铝商品称为氧化铝G。
3）含有荧光指示剂的氧化铝：商品称氧化铝GF254，氧化铝HF254亦有称氧化铝Guv254。
（3）硅藻土：硅藻土为粗二氧化硅的水合物，由硅藻类的遗骸在海底堆积而成。它的吸附力极弱，但有大量的空腔，因此可以作分配薄层色谱中的惰性支持剂（担体），用来分离亲水化合物。薄层用硅藻土粒度在60毫微米以内，商品硅藻土有不加粘合剂的硅藻土H，加石膏粘合剂的硅藻土G，含有荧光物质的硅藻土GF254。
（4）其它无机物质：除以上三种常用的无机吸附吸附剂外，还有一些吸附剂，如硅酸镁、硅酸钙、碳酸锌、玻璃粉等。这些吸附剂仅用于某些特殊的用途，而不如硅胶、氧化铝广泛应用。
（二）无机静相物质：
（1）聚酰胺粉：聚酰胺为内酰胺的多聚体，其分子内存在着很多酰胺键，可与酚类、酸类等化合物形成氢键，酰胺键内的胺基又可与芳香硝基及醌式化合物中的醌基形成氢键，因此对这些化合物产生了一定的吸附作用，这些化合物与聚酰胺形成氢键能力各不相同，故用聚酰胺薄层板可达到分离效果。聚酰胺特别适用于分离酚类化合物，在分析食品中的色素，防腐剂等均有应用。聚酰胺的粘着能力比其它吸附剂差，故需加入纤维素或淀粉等粘合剂。
（2）纤维素：纤维素是含有大量的β—1，4葡萄糖甙链连接的纤维二糖，由於它含有大量的羟基，使得纤维素有良好的亲水性，因此适用于分离亲水性化合物。纤维素薄层板属于分配色谱。
纤维素薄层板与纸色谱中的滤纸类似，所不同的主要是薄层用纤维素较滤纸纤维素为短。一般用纤维素长度在2—200毫微米之间。其比表面积约为1500厘米/克。由於纤维短。故在纤维素薄层板上展开时扩散很小，形成的斑点致密，可以在较短的距离内得到与纸色谱相同的分离效果，因此展开时间较纸色谱为短。但与无机吸附剂比，展开时间又相对较长，此外也存在不能使用腐蚀性显色剂的缺点。
薄层用纤维素有三种类型：
1）tr纤维素：由棉花制成，商品称MN-300，MN-300VU254加荧光物质的纤维素），MN-300HR（高纯MN-300）。
2）结晶纤维素：由盐酸水解tr纤维素而得，商品称Aviecl。
3）乙酰化纤维素：这种乙酰化的纤维素可供反相色谱用，商品有称MN-300AC。
（3）离子交换纤维素：在离子交换薄层色谱中，常用的静相物质为离子交换树脂及离子交换纤维素，后者是将tr纤维素经过酯化、醚化，使纤维中的羟基与一些酸性或碱性基团作用，形成有离子交换性质的纤维素，这些物质对於高分子量化合物的分离效果很好，常用离子交换纤维素及离子交换树脂见表3—1及表3—2。
表3—1常用离子交换树脂