CN104655787B - 窄带螺旋薄层色谱板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种窄带螺旋薄层色谱板及其制备方法，所述窄带螺旋薄层色谱板包括基板，在所述基板一侧开设有螺旋线状的凹槽，所述凹槽的起始端处于基板的几何中心处，凹槽内设置有固定相，所述窄带螺旋薄层色谱板不仅增加了展开距离，而且在对混合物进行分离时，能够在离心力的作用下增大混合物间比移值的差别，从而提高了分离效率。

Description

窄带螺旋薄层色谱板及其制备方法

技术领域

本发明涉及分析化学领域，特别涉及一种窄带螺旋薄层色谱板及其制备方法。

背景技术

薄层色谱法最早出现在1938年，N.A.Izmailor和M.S.Schraiber首次在显微镜载玻片上涂布的氧化铝薄层用微量圆环技术分离了多种植物酊剂中的成分。

20世纪50年代J.G.Kirchner及J.M.Miller等在上述方法的基础上以硅胶作为吸附剂，煅石膏为粘合剂涂布于玻璃载板上制成硅胶薄层，成功地分离了挥发油，从而发展了薄层色谱法。

此后，E.Stahl对薄层色谱法的标准化、规范化及扩大应用范围等方面进行了大量工作，1965年E.Stahl出版了《薄层色谱手册》，使薄层色谱日趋成熟，从此在分析化学领域内被广泛重视和普遍使用。

薄层色谱是色谱分析技术中的一项重要分支，其优点是简单、迅速、灵敏高度、分离效能好，且可以同时分离多个样品，分析成本低，对样品的预处理简单，对固定相和展开剂选择的自由度大，适用于含有不易从分离介质脱附或含有悬浮微粒的样品分析。

目前，薄层色谱已经被广泛应用于如目标物质的定性检出、化合物纯度的检测、定量分析、有机化合物合成跟踪监测、药物分析及含量测定等多个方面，在定性、半定量以及定量分析中发挥着重要作用。

薄层色谱虽然在分离给定物质不同组分方面是一种高效，廉价且有效的方法，但在分离复杂(如磷脂等)或保留值相近的混合物时，薄层色谱板的长度就受到了一定的限制，即在展开距离内，无法将混合物中的组分逐一分开，而直线增加距离并非是解决问题方法，因为分离度仅正比于展距的平方根。

且在点样很小的情况下，随着时间的增加，也不能避免薄层色谱分离后斑点扩散导致分离度降低的情况，结果不便于观察，会对计算R_f值造成困难。

旋转薄层又称离心薄层，是在薄层、离心纸色谱及柱色谱等基础上发展起来的一种离心型连续洗脱的圆形薄层色谱分离技术，由于仪器结构简单、操作方便、分离效果好等优点，已广泛应用于合成和天然产物的制备分离。

其发展史可以追溯到20世纪30年代，有人把离心力用于分离以减少破坏，利于沸点高、分子量大化合物的分离，60年代Dalcortivo等人用加速离心纸色谱分离碱性毒物，得到满意的结果。

旋转薄层的分离原理除根据样品在固定相和流动相之间的吸附、分配作用的不同外，再加上离心加速度的作用，使试样中各组分之间原有的R_f值(比移值)差异加大，从而提高了分离效果，加快了分离速度。

旋转薄层色谱虽依靠离心加速度的作用，使各组分R_f值差异加大，改善了分离，但也不能避免分离后的样品斑点扩散，对样品的定性和定量分析增加了困难。

因此，亟需开发一种横向扩散小，展开距离大，分离效率高的薄层色谱板。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：在基板上，以所述基板的几何中心为起点，开设螺旋线状的凹槽，在凹槽内设置固定相，制得的色谱板不仅显著增加了展开距离，而且限制了样品在色谱板上的横向扩散，所述色谱板在离心条件下使用，起到加压柱色谱的作用，提高了比移值相差小的组分之间的分离效率，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，本发明提供一种窄带螺旋薄层色谱板，其特征在于，所述色谱板包括基板，在基板上开设有螺旋线状的凹槽，在所述凹槽中设置有固定相。

第二方面，本发明还提供一种制备上述窄带螺旋薄层色谱的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)以基板的几何中心为起始点，在基板一侧，向基板边缘开设螺旋线状的凹槽；

(2)将固定相研磨成粉末；

(3)将步骤2得到的粉末与分散液混合，形成混合均匀的悬浊液；

(4)将步骤3制得的悬浊液加料至基板的凹槽中，除去分散液后，即得到窄带螺旋薄层色谱板。

附图说明

图1示出实施例1制得窄带螺旋薄层色谱板照片；

图2示出实施例2制得窄带螺旋薄层色谱板照片；

图3示出实施例3制得窄带螺旋薄层色谱板照片；

图4示出实验例1分离组分后窄带螺旋薄层色谱板照片，其中，

A为次甲基蓝的色斑；

B为罗丹明B的色斑；

图5示出实验例2分离组分后窄带螺旋薄层色谱板照片，其中，

a为次甲基蓝的色斑；

b为酚红的色斑。

附图标号说明

1-通孔

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

以下详述本发明。

根据本发明的第一方面，提供一种窄带螺旋薄层色谱板，其特征在于，所述色谱板包括基板，在基板上开设有螺旋线状的凹槽，在所述凹槽中设置有固定相。

本发明所述基板，优选为正多边形或圆形，如正四边形、正六边形、正八边形或圆形，更优选为圆形。

所述基板的材料为现有技术中任意一种材料的薄层色谱基板，如玻璃板、金属板或聚氯乙烯板等。

更优选地，基板密度均匀，厚度均匀。

在本发明中，所述螺旋线为渐开式螺旋线，优选为双曲螺线、对数螺线和阿基米德螺线等，其在极坐标下的函数为一次函数、二次函数或指数函数等。

所述螺旋线状的凹槽的起始端处于基板上的几何中心处，其在基板上沿螺旋线状延伸，优选末端延伸至基板边缘，所述凹槽由起始端至末端，宽度保持不变；所述凹槽由起始端至末端，深度保持不变。

在一个基板上仅开设一条凹槽，用于制备窄带螺旋薄层色谱板。

本发明对所述凹槽的尺寸不做特别限定，优选凹槽的宽度为0.5～5.0mm，更优选为1.0～4.0mm，如3.0mm，优选凹槽的深度为1.0～3.5mm，优选为1.5～4.0mm，如2.0mm。

在本发明的一个优选实施方案中，凹槽起始端的宽度大于凹槽的宽度，优选地，凹槽起始端的宽度比凹槽的宽度大10～11mm，从而便于加入的展开剂被固定相完全吸收并渗透，使窄带螺旋色谱的固定相中吸附足够的展开剂将待分离样品分离。在进一步优选的实施方式中，凹槽起始端为圆形，所述起始端的圆形的直径比凹槽的宽度大10～11mm，凹槽上待分离的样品在离心力的作用下容易地在固定相中沿凹槽方向展开。

所述固定相使用现有技术中任何一种用于制备薄层色谱的固定相，优选为硅胶G、硅胶GF₂₅₄、硅胶H、硅胶HF、氧化铝、氧化锆、碘化亚铜、氟化镧、碘化银、氟化钡、氟化钙、单质硫、溴化银和硫化锌等，更优选为氟化钡和硅胶G，进一步优选为硅胶G，硅胶G吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定并且具有较高的机械强度。

所述窄带螺旋薄层色谱板可以以聚氯乙烯板作为基板，同时，以硅胶G作为固定相；也可以以金属板作为基板，同时，以氟化钡作为固定相；也可以以聚氯乙烯板作为基板，以氟化钡作为固定相；也可以以金属板作为基板，同时，以硅胶GF₂₅₄作为固定相。

本发明人发现，固定相的粒度越小，待分离组分在色谱板上的展开距离相差越大，分离效果越好，但当固定相的粒度小于50nm时，待分离组分在固定相中展开时阻力增大，导致分离速度明显降低，甚至，待分离组分在固定相中的横向扩散速度大于其展开速率，进而导致分离效果降低，因此，本发明选择所述固定相的粒度为50nm～40μm，优选为80nm～10μm，更优选100nm～800nm。

在一种优选的实施方式中，在基板上未开设凹槽的部位，可以开设通孔1，所述通孔1沿垂直于基板板面方向，用于将基板固定于离心色谱仪上。

优选地，基板上开设有一个或多个通孔1，优选为2个。

根据本发明的第二方面，还提供一种制备上述窄带螺旋薄层色谱的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，以基板的几何中心为起始点，在基板一侧，向基板边缘开设螺旋线形凹槽。

步骤2，将固定相研磨成粉末。

本发明人发现，固定相的粒度越小，待分离组分在色谱板上的展开距离相差越大，分离效果越好，但当固定相的粒度小于50nm时，待分离组分在固定相中展开时阻力增大，导致分离速度明显降低，甚至，待分离组分在固定相中的横向扩散速度大于其展开速率，进而导致分离效果降低，因此，本发明人选择固定相的粒度为50nm～40μm，优选为80nm～10μm，更优选100nm～800nm。

步骤2中所述固定相为第一方面中所述固定相。

步骤3，将步骤2得到的粉末与分散液混合，形成混合均匀的悬浊液。

本发明人发现，将固定相分散在分散液中，形成悬浊液，将悬浊液铺设在所述凹槽中，除去分散液后，在所述凹槽中形成的干燥固定相，均匀、紧密，分离效果好。

本发明所述分散液为现有技术中制备薄层色谱板所用的何意一种分散液，优选为水和/或乙醇。

本发明对步骤2得到的粉末与分散液的重量比不做特别限定，能够使步骤2得到的粉末在分散液中充分浸润，形成流动性好的固液混合物为优选，如步骤2得到的粉末的重量:分散液的重量＝1:(5～20)，优选为1:(8～15)，如1:10。

本发明对步骤2得到的粉末与分散液混合的方式不做特别限定，以能够使步骤1得到的粉末在分散液中分散均匀为优选，如超声辅助混合，机械搅拌混合等。

步骤4，将步骤3制得的悬浊液加料至基板的凹槽中，除去分散液后，即得到窄带螺旋薄层色谱板。

本发明对除去分散液的方法也不做特别限定，以不破坏凹槽中固定相的形貌和性能为优选，如分散液可以通过自然挥发的方法除去，也可以在加热的条件下除去。

对于使用对水敏感的固定相制得的窄带螺旋薄层色谱板，在使用前可以在高温下进行活化。

根据本发明提供的窄带螺旋薄层色谱板其制备方法，具有以下有益效果：

(1)通过螺旋曲线增加了单位面积下的展开距离；

(2)依靠离心加速度的作用使展开距离不再像普通薄层那样受到限制，而使展开剂的前沿可以不断地前进；

(3)当基板上凹槽所沿螺旋线在极坐标下的曲线方程确定后，通过调节转速以改变角速度ω，控制其离心加速度的大小，从而有利于推动展开剂的前行；

(4)通过加深凹槽深度提高窄带薄层色谱板的厚度，可提高点样次数，而且，由于色谱板宽度窄，在凹槽两侧壁的限制下，样品的横向扩散被有效抑制；

(5)样品在窄带薄层色谱板展开分离后，由于样品的横向扩散被抑制，从而样品集中分布；

(6)固定相用量少，显著降低成本；

(7)制备所述窄带螺旋薄层色谱板的方法简单，易于操作。

实施例

实施例1

(1)在聚氯乙烯的圆形薄层板上，以其圆心所在处为起始点开设向边缘延伸的f(θ)为一次函数(阿基米德螺线，f(θ)＝2θ)的凹槽，凹槽宽度为3mm、深度约为2mm；

(2)将0.7g氟化钡纳米颗粒加入到研钵中，充分研磨，得到氟化钡纳米颗粒的粒径约为95nm；

(3)向步骤2制得粉末中加入10mL乙醇，转入30×60的称量瓶中，超声20min，形成悬浊液，静置2min后，

(4)吸取步骤3得到上层悬浊液，从凹槽起始端开始，均匀涂抹在聚氯乙烯薄层板的凹槽中，使固定相表面平整均匀，在水平位置放置，待乙醇挥发，固定相发白近干，制得表面平整的窄带螺旋薄层色谱板，如图1所示。

实施例2

(1)在聚氯乙烯的圆形薄层板上，以其圆心所在处为起始点开设向边缘延伸的f(θ)为一次函数(阿基米德螺线，f(θ)＝2θ)的凹槽，凹槽宽度为3mm、深度约为2mm；

(2)取10g硅胶G(400目)，置于烧杯中；

(3)向装有硅胶G的烧杯中加水50g，混合均匀，放置片刻，直至悬浊液中无气泡冒出；

(4)吸取混匀后的悬浊液，从凹槽起始端开始，均匀涂抹在聚氯乙烯色谱板上开设的凹槽中，使固定相表面平整均匀，在水平位置放置，待水挥发，固定相发白近干，制得表面平整的窄带螺旋薄层色谱板，如图2所示。

实施例3

(1)在聚氯乙烯的圆形薄层板上，以其圆心所在处为起始点开设向边缘延伸的f(θ)为指数函数(对数螺线，f(θ)＝e^0.2θ)的凹槽，凹槽宽度为3mm、深度约为2mm；

(2)取10g硅胶G(40μm)，置于烧杯中；

(3)向装有硅胶G的烧杯中加水约50g，混合均匀，放置片刻，直至悬浊液中无气泡冒出；

(4)吸取混匀后的悬浊液，从凹槽起始端开始，均匀涂抹在聚氯乙烯色谱板上开设的凹槽中，使固定相表面平整均匀，在水平位置放置，待水挥发，固定相发白近干，制得表面平整的窄带螺旋薄层色谱板，如图3所示。

实验例

实验例1分离罗丹明B和次甲基蓝

实验方法：

分别称取0.02g罗丹明B和0.02g次甲基蓝于称量瓶中，分别加入10ml无水乙醇，配制成0.2％的罗丹明B纯品溶液和0.2％的次甲基蓝的纯品溶液；使用时按其体积比1:1混合。

将0.2％的罗丹明B和0.2％的次甲基蓝的混合样品点在距螺旋窄带色谱起始点15～18mm处，展开剂为二甲基亚砜，在2550rpm转速下进行展开。

分离后的窄带螺旋薄层色谱板如图4所示，其中，A为次甲基蓝的色斑，B为罗丹明B的色斑。

由图4可知，经螺旋窄带色谱展开分离后，罗丹明B和次甲基蓝完全分离。

实验例2分离酚红和次甲基蓝

将酚红的乙醇溶液(浓度为0.5％)和次甲基蓝(浓度为0.2％)按体积比为1:1进行混合，混合样品点在距螺旋窄带色谱起始点15～18mm处，展开剂为二甲基亚砜，在2800rpm转速下进行展开。

分离后的窄带螺旋薄层色谱板如图5所示，其中，a为次甲基蓝的色斑，b为酚红的色斑。

由图5可知，经螺旋窄带色谱展开分离后，酚红和次甲基蓝完全分离。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种窄带螺旋薄层色谱板，其特征在于，所述色谱板包括基板，在基板上开设有螺旋线状的凹槽和通孔(1)，在所述凹槽中设置有固定相，所述凹槽的宽度为0.5～5.0mm，深度为1.0～3.5mm；

所述螺旋线为双曲螺线、对数螺线和阿基米德螺线；

所述凹槽的起始端处于基板的几何中心处；

所述凹槽在基板上沿螺旋线状延伸；

所述凹槽由起始端至末端，宽度保持不变；和

所述凹槽由起始端至末端，深度保持不变。

2.根据权利要求1所述的窄带螺旋薄层色谱板，其特征在于，所述凹槽的宽度为1.0～4.0mm。

3.根据权利要求2所述的窄带螺旋薄层色谱板，其特征在于，所述凹槽的宽度为3.0mm。

4.根据权利要求1所述的窄带螺旋薄层色谱板，其特征在于，所述凹槽的深度为1.5～3.5mm。

5.根据权利要求4所述的窄带螺旋薄层色谱板，其特征在于，所述凹槽的深度为2.0mm。

6.根据权利要求1所述的窄带螺旋薄层色谱板，其特征在于，所述固定相选自硅胶G、硅胶GF₂₅₄、硅胶H、硅胶HF、氧化铝、氧化锆、碘化亚铜、氟化镧、碘化银、氟化钡、氟化钙、单质硫、溴化银和硫化锌。

7.一种制备权利要求1～6之一所述窄带螺旋薄层色谱板的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)以基板的几何中心为起始点，在基板一侧，向基板边缘开设螺旋线状的凹槽；

(2)将固定相研磨成粒径为50nm～40μm的粉末；

(3)将步骤2得到的粉末与分散液混合，分散液为水和/或乙醇，形成混合均匀的悬浊液；

(4)将步骤3制得的悬浊液加料至基板的凹槽中，除去分散液后，即得到窄带螺旋薄层色谱板。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤2中，将固定相研磨成粒径为80nm～10μm。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤2中，将固定相研磨成粒径为100nm～800nm的粉末。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤3中，步骤2得到的粉末与分散液的重量比为步骤2得到的粉末的重量:分散液的重量＝1:(5～20)。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤3中，步骤2得到的粉末与分散液的重量比为步骤2得到的粉末的重量:分散液的重量＝1:(8～15)。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤3中，步骤2得到的粉末与分散液的重量比为步骤2得到的粉末的重量:分散液的重量＝1:10。