薄层色谱分析
出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第656页（3661字）
1．简介
薄层色谱法从本质上讲亦是一种液相色谱法。它是将作为固定相的吸附剂或支持剂涂到玻璃板或其它载体上形成薄板，将待分离的样品溶液点在薄板的一端，在密闭的容器中用适宜的溶剂展开而形成样品组份斑点来进行色谱分析。此法速度快、效率高，样品用量少(微克级)，灵敏度较高(可达10－6～10－9g)，而且设备简单、操作方便，广泛地用于生化、医药、环保、石油化工、食品、农业等领域的生产、研究中。
根据涂铺的吸附剂不同或支持剂作用原理不同，薄层色谱可以分为吸附、分配、离子交换和凝胶渗透四类。不论哪一类色谱分离过程都包括制板、展开、定性和定量测量几部分。
(1)制板，即将作为固定相的支持剂或吸附剂均匀地涂布在玻璃板(或其它平板)上形成薄层。涂好的薄层板要表面平整，厚度一致，符合使用要求，并烘干待用。
(2)色谱分离，即将待测混合物样品溶液点在薄板上，选择适当的溶剂为流动相(展开剂)将薄层板浸入流动相中，流动相在毛细作用下带动试样浸润，随着流动相的推进而形成各个样品组分的色谱点。展开剂的选择原则是以溶剂的极性大小为依据的。一般地说，在同一支持剂上，溶剂极性越大，对同一化合物的洗脱能力越强，在薄板上能把它推得越远。薄层展开在密闭容器中进行，展开方式有上行、下行、单向、双向、多次展开等。
(3)试样各组份经展开分离后，在薄板上形成许多与原点样点有一定距离的斑点，每个斑点代表一个可能的组分。组分经分离后在薄板上移动距离用Rf表示：
若予先测定了各种组份标准样的Rf值，则可根据标准样及被测物的Rf值进行比较定性。采用薄层扫描仪，将展开并显色的薄板置于样品台上，使之在一单色光下通过，由于组份对光有吸收，而吸收的强弱与组份点的含量有关。选择一适宜的波长，将组份的吸收情况在记录仪上描绘下来，得到色谱峰，根据峰面积对组份含量进行定量。
2．薄层色谱扫描仪的主要特性及检定
薄层色谱扫描仪通常有五个基本组成部分，即光源、单色器、样品台、检测器和记录仪。图12．11．6是双波长薄层扫描仪光学原理示意图。
W：钨灯；D：氘灯：M1，M2：单色器；C：切光器；S：光束狭缝；T：薄层板样品台；PM1：光电倍增管；PAM：前置放大器；R：记录仪(或称积分仪)
图12．11－6 双波长薄层色谱扫描仪光学原理示意图
光源的作用是发射出强度足够的所需光谱区域的光，常用的光源有白炽光源和发光气体光源。薄层色谱仪上通常用白炽光源——钨灯或碘钨灯作为近红外区和可见区光源，以氘灯为紫外区光源，两光源可随意手动或自动切换，以便从紫外到近红外区进行波长选择。另外还有一组必要的透镜用来反射和聚焦。
单色器是把来自紫外或可见区的光经过色散，按需要分离出单一波长的光线，射向样品。单色器由干涉滤光片、棱镜或光栅加上入射或出射狭缝、适当的档光板和反光镜组成。目前的薄层扫描仪中常用光栅作分光工具。
样品台是放置薄层色谱板的地方，来自单色器的单色光以一定大小的光斑和入射角照在薄层板上，产生吸收、反射光或透射光。薄层色谱仪在作光斑扫描时，光斑位置不动，样品台带动薄层板作相对运动，以达到扫描的效果。此时样品台应有良好的可控制的机械性能，并能按予先规定的程序进行往复运动。目前还有一种新型薄层扫描仪，扫描时样品台不动，光斑以设定的程序扫描样品斑点，称为飞点式薄层扫描仪。应当指出，目前薄层扫描中大多采用反射－吸收法。因为透射受到薄层板和支持材料的影响，而反射一吸收法不受本底材料的影响，而且反射光比透射光强，信号较大，灵敏度和稳定性都优于透射法。
检测器通常为光电倍增管加前置放大器，它把来自样品台的反射或透射光信号变成电信号，经转换放大送给记录仪。记录仪接收检测器输送来的信号，通过记录笔描绘下来成色谱图，用以进行定性、定量计算。目前先进仪器早已不限于进行峰形记录，而使用多功能的数据处理机，可直接积分、计算分析结果。
除上述主要组成部分外，薄层色谱仪常配有各种附件或配套设备，其中主要的有荧光测定附件，和色谱显色喷雾器等。
薄层色谱扫描仪在工作原理和仪器结构上与紫外可见光分光光度计、荧光分光光度计有许多相似之处，但在实际样品分析中，它确有几个与其它光谱法不同的特点。
(1)线性校正。在薄层色谱扫描中，由于薄层板上吸附剂的色散作用，样品浓度与吸光度之间不成线性关系，即不符合朗伯－比耳定律，为此需建立起各种具有不同散射系数(即使用不同吸附剂)的薄层板上浓度和吸光度之间关系的理论曲线。在实际定量分析中，这些曲线用起来也不方便。目前有些商品仪器，根据不同的薄板，利用计算机将这些理论曲线转换成直线关系。进行这种转换需用规格化的薄层板，而目前我们国内尚无出售。
(2)扫描方式。薄层扫描仪一般有两种扫描方式，即直线扫描和锯齿扫描，如图12．11－7所示。
图12．11－7 两种扫描方式示意图
直线扫描是采用较大的扫描光斑，全部复盖样品斑点，以直线方式扫过样品。锯齿扫描是以较小光斑，以锯齿形往复扫过样品斑点。采用锯齿形小光斑的扫描方式，可以克服薄层板上样品斑点成分浓度分布不均的影响。
(3)本底校正。薄层色谱板上的吸附剂，有时会含杂质，展开时随展开剂向前移动，在薄层板上形成障碍物，造成本底不均匀。如果薄层色谱显色后产生不均匀的本底，扫描时会出现基线不稳，影响分析准确度。因此薄层扫描仪在电路设计上，使得被测色谱斑点的峰面积积分可以限制在一定的范围内进行，并把积分的起点调到相同水平位置上，以保证基线平稳。
薄层色谱法是一种快速有效、简单方便的分析测试方法，已被广泛地用于科研和生产的各领域，例如进行天然药物和合成药物的质量控制，药物代谢的研究，进行食品和化妆品内各种组份的定量测定，农药合成的研究，杀虫剂残留量的测定，空气、水污染的研究和监测等等。为了保证其测量结果准确、可靠，需对薄层色谱仪的性能进行计量检定。检定的主要项目和技术指标如下：
①波长准确度：±4nm
②波长设置重复性：±2nm
③直线扫描峰面积重复性(RSD)：±3%
④锯齿扫描峰面积重复性(RSD)：±1．5%
【参考文献】：
［1］王江主编，现代计量测试技术，中国计量出版社，1990。
［2］鲁绍曾主编，现代计量学概论，中国计量出版社，1987。
［3］全浩主编，标准物质及应用技术，中国标准出版社，1990。
［4］潘秀荣编，分析化学准确度的保证和评价，中国计量出版社，1985。
［5］陈复生主编，精密分析仪器及应用，四川科学技术出版社，1988。
［6］赵藻藩等编，仪器分析，高等教育出版社，1988。
［7］国家技术监督局，国家计量检定规程汇编，化学(一)、(二)，中国计量出版社，1989。
［8］罗涤明，计量技术，1993年第6期。
［9］罗涤明，计量技术，1994年第8期。