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.jpg/500px-TLC_black_ink_(cropped).jpg) TLCプレート上の黒インクの分離 | |
| 頭字語 | TLC |
|---|---|
| 分類 | クロマトグラフィー |
| その他のテクニック | |
| 関連している | |
薄層クロマトグラフィー（TLC）は、揮発性のない混合物中の成分を分離するクロマトグラフィー技術です。 [1]
これは、吸着剤の薄い層でコーティングされた非反応性固体で作られたTLCプレート上で行われます。[2]これは固定相と呼ばれます。[2]サンプルはプレート上に堆積され、移動相（または溶出液）と呼ばれる溶媒または溶媒混合物で溶出されます。 [3]この溶媒は、毛細管現象によってプレートを上昇します。[4]すべてのクロマトグラフィーと同様に、一部の化合物は移動相に引き付けられ、他の化合物は固定相に引き付けられます。[5]したがって、異なる化合物は異なる速度でTLCプレートを上昇し、分離されます。[6]無色の化合物を視覚化するには、プレートを紫外線下で観察するか、染色します。[7]明確に区別され分離されたスポットを得るには、さまざまな固定相と移動相をテストすることがしばしば必要です。[要出典]
TLCは迅速でシンプル、そして比較的低コストで高感度が得られます。[5]反応の進行を監視したり、混合物中の化合物を識別したり、純度を決定したり、少量の化合物を精製したりすることができます。[5]
手順
TLCのプロセスはペーパークロマトグラフィーに似ていますが、より高速な実行、より優れた分離、および異なる固定相の選択が可能です。[5]クロマトグラフィープロセスの前または後に、プロセスを妨げない鉛筆または他の道具を使用してプレートにラベルを付けることができます。[8]
薄層クロマトグラフィープレートを実行するには、主に4つの段階があります。[3] [8]
プレートの準備:毛細管を使用して、サンプルの濃縮溶液を少量、TLC プレートの下端近くに置きます。次のステップに進む前に、溶媒を完全に蒸発させます。非揮発性溶媒の場合は、真空チャンバーが必要になる場合があります。目に見える結果を得るために十分な化合物があることを確認するために、スポッティング手順を繰り返すことができます。アプリケーションによっては、複数の異なるサンプルを下端から同じ距離に一列に並べることができます。各サンプルは、独自の「レーン」でプレートを上に移動します。
展開チャンバーの準備:展開溶媒または溶媒混合物を透明容器 (分離/展開チャンバー) に 1 センチメートル未満の深さまで入れます。ろ紙のストリップ (別名「ウィック」) も容器の壁に沿って配置します。このろ紙は溶媒に触れ、容器の上部にほぼ達する必要があります。容器に蓋をし、溶媒の蒸気が容器の空気を飽和させます。そうしないと、分離が不十分になり、再現性のない結果になります。
展開: TLC プレートは、サンプルスポットが移動相に浸からないように容器内に置かれます。容器は、溶媒の蒸発を防ぐためにカバーされています。溶媒は毛細管現象によってプレートを上昇し、サンプル混合物と出会い、それをプレート上に運びます (サンプルを溶出させます)。溶媒がプレートの上部に達する前に、プレートを容器から取り出します。そうしないと、結果が誤解を招くことになります。溶媒がプレートに沿って移動した最高点である 溶媒先端がマークされます。
可視化:溶媒はプレートから蒸発します。可視化の方法には、紫外線、染色などがあります。
分離プロセスと原理
化合物の分離は、固定相への引力の違いと溶媒への溶解度の違いによるものです。[9]その結果、化合物と移動相は固定相上の結合部位をめぐって競合します。[9]サンプル混合物中の異なる化合物は、分配係数の違いにより異なる速度で移動します。[10]異なる溶媒、または異なる溶媒混合物は、異なる分離をもたらします。[5]遅延係数( R f )または保持係数は、結果を定量化します。これは、特定の物質が移動した距離を移動相が移動した距離で割ったものです。[要出典]
通常相TLCでは、固定相は極性です。通常相TLCではシリカゲルが一般的です。サンプル混合物中の極性の強い化合物は極性固定相とより強く相互作用します。[要出典]その結果、極性の強い化合物は移動が少なくなり（R fが小さくなります）、極性の弱い化合物はプレートの上部に移動します（R f が高くなります）。[10]極性の強い移動相はプレートに強く結合し、結合部位をめぐって化合物とより競合します。また、極性の強い移動相は極性化合物をより多く溶解します。[10]そのため、TLCプレート上のすべての化合物は極性溶媒混合物中でプレートの上部に移動します。[要出典]「強い」溶媒は化合物をプレートの上部に移動しますが、「弱い」溶媒は化合物をあまり移動しません。[11]
固定相がC18官能化シリカプレートのように非極性である場合、それは逆相TLCと呼ばれます。この場合、非極性化合物の移動は少なく、極性化合物の移動は多くなります。[要出典]溶媒混合物も、通常相TLCよりもはるかに極性が高くなります。[11]
溶媒の選択
溶媒が化合物をどれだけ移動するかによって順序付けられた溶出系列は、移動相を選択するのに役立ちます。[5]溶媒は溶媒選択性グループにも分けられます。[5] [12]異なる溶出強度または異なる選択性グループを持つ溶媒を使用すると、非常に異なる結果が得られる場合があります。[5] [12]単一溶媒移動相で良好な分離が得られる場合もありますが、場合によっては溶媒混合物が必要になることもあります。[13]
順相TLCでは、極性の低い化合物には酢酸エチル/ヘキサン（酢酸エチル/ヘキサン）、極性の高い化合物にはメタノール/ジクロロメタン（メタノール/ジクロロメタン）が最も一般的な混合溶媒として使用されます。[14]異なる混合溶媒と混合溶媒比により、より良い分離が得られます。[15]逆相TLCでは、混合溶媒は通常、極性の低い溶媒と水です。一般的な選択肢は、水とテトラヒドロフラン（ THF）、アセトニトリル（ACN ）、またはメタノールです。[14]
分析
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分離される化学物質は無色である可能性があるため、斑点を視覚化する方法はいくつかあります。
- プレートをブラックライト（366 nmの光）の下に置くと、蛍光化合物が光ります[要出典]
- 吸着層に少量の蛍光化合物（通常はマンガン活性化ケイ酸亜鉛）を含むTLCプレートでは、UV-C光（254 nm）下でいくつかの化合物を視覚化することができます。吸着層は薄緑色に蛍光を発しますが、UV-C光を吸収する化合物を含むスポットは蛍光を発しません。[4]
- プレートをヨウ素蒸気の入った容器に入れると、斑点が一時的に染まります。[4]通常は黄色または茶色になります。
- TLCプレートは染色剤に浸したり、染色剤をスプレーしたりすることができ、染色剤の種類によっては加熱することもある。染色剤は多種多様な化学成分に対して存在するが、例としては次のようなものがある: [7] [16] [17]
- 過マンガン酸カリウム（加熱なし、酸化可能な基用）
- ニンヒドリン（加熱、アミン、アミノ酸）
- 酸性バニリン（加熱、一般試薬）
- リンモリブデン酸（加熱不要、一般試薬）
- 脂質の場合、クロマトグラムはポリフッ化ビニリデン膜に転写され、その後、質量分析などのさらなる分析にかけられる。この技術はファーイースタンブロットとして知られている。[4]
プレート製造
TLCプレートは通常市販されており、再現性を向上させるために標準的な粒子サイズの範囲で作られています。[4]これらはシリカゲルなどの吸着剤を少量の硫酸カルシウム（石膏）や水などの不活性結合剤と混合して作られます。[ 18 ]この混合物は、通常はガラス、厚いアルミホイル、またはプラスチックなどの非反応性キャリアシート上に厚いスラリーとして広げられます。得られたプレートは、オーブンで30分間110℃で加熱して乾燥させ、活性化します。 [18]吸収層の厚さは、分析目的では通常約0.1〜0.25 mm、分取TLCの場合は約0.5〜2.0 mmです。[19]その他の吸着剤コーティングには、酸化アルミニウム（アルミナ）やセルロースがあります。[18]
アプリケーション
反応のモニタリングと特性評価
TLCは反応モニタリングに便利なツールです。[15]このため、プレートには通常、出発物質のスポット、反応混合物のスポット、および両方を含む共スポット（またはクロススポット）が含まれます。[4] [14]分析により、出発物質が消失したかどうか、および新しい生成物が出現したかどうかがわかります。[14]これにより、反応がどの程度進行したかを迅速かつ簡単に推定できます。ある研究では、TLCが有機反応のスクリーニングに適用されています。[20]研究者は、 TLCプレートの共スポットでアルコールと触媒を直接反応させてから、それを展開します。これにより、さまざまな試薬の小規模なテストを迅速かつ簡単に行うことができます。
TLC による化合物の特性評価も可能であり[引用が必要]、反応モニタリングに似ています。ただし、出発物質と反応混合物をスポットするのではなく、未知の化合物と既知の化合物をスポットします。両方のスポットが同じR f を持ち、選択した視覚化方法で同じに見える場合、それらは同じ化合物である可能性があります。[引用が必要]ただし、共溶出により、反応モニタリングと特性評価の両方が複雑になります。これは、異なる化合物がプレート上の同じスポットに移動するためです。このような場合、異なる溶媒混合物の方が分離が良好になる可能性があります。[21]
純粋さと浄化
TLCはサンプルの純度を示すのに役立ちます。[要出典]純粋なサンプルはTLCで1つのスポットのみを含む必要があります。TLCは小規模の精製にも役立ちます。[22]分離された化合物はプレートの異なる領域にあるため、科学者は目的の化合物を含む固定相粒子を削り取り、適切な溶媒に溶かすことができます。[22]すべての化合物が溶媒に溶けたら、シリカ粒子を濾過し、溶媒を蒸発させて生成物を分離します。厚いシリカゲルコーティングを施した大きな分取TLCプレートは、100 mgを超える物質を分離できます。[22]
より大規模な精製および単離では、大量の不純な物質に対してフラッシュカラムクロマトグラフィーを実行する前に、TLCが溶媒混合物を迅速にテストするのに役立ちます。 [13] [23]化合物は、収集された溶媒の量が1/ R fに等しいときにカラムから溶出されます。[24]フラッシュカラムクロマトグラフィーからの溶出液は、フラクションと呼ばれるいくつかの容器（たとえば、試験管）に収集されます。TLCは、どのフラクションに不純物が含まれ、どのフラクションに純粋な化合物が含まれているかを示すのに役立ちます。[要出典]
さらに、2次元TLC [4]は、化合物が特定の固定相上で安定しているかどうかを確認するのに役立ちます。このテストでは、正方形のTLCプレートで2回実行する必要があります。プレートは2回目の実行の前に90度回転します。ターゲット化合物が正方形の対角線上に現れる場合、選択した固定相上で安定しています。そうでない場合は、プレート上で分解しています。この場合、別の固定相を使用すると、この分解を防ぐことができます。[25]
TLCは、光学異性体を直接分離し、光学異性体の純度を制御する 分析方法でもある。例えば、キラルな医薬品有効成分（ API ）などである。 [26]
- ほうれん草の緑色植物質の分離（ステップ 1 ～ 6 の画像はプレートの下部に拡大されていることに注意してください）
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ステップ1 -
ステップ2 -
ステップ3 -
ステップ4 -
ステップ5 -
ステップ6 -
ステップ7
参照
参考文献
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