کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)

کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)

یک روش جداسازی تحلیلی قدرتمند و تطبیق‌پذیر است که برای جداسازی و شناسایی ترکیبات مختلف در مخلوط‌ها به کار می‌رود. این روش به دلیل سادگی، سرعت، کم‌هزینه بودن و حساسیت بالا، به طور گسترده در زمینه‌های مختلف علمی، از جمله شیمی، زیست‌شناسی، داروسازی و مهندسی، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در TLC، فاز ساکن یک لایه نازک از جاذب جامد، مانند سیلیکاژل یا آلومینا، است که روی یک صفحه شیشه‌ای یا پلاستیکی پشتیبانی می‌شود. فاز متحرک، که معمولاً یک مایع قطبی یا غیرقطبی است، از طریق فاز ساکن حرکت می‌کند و اجزای مخلوط را بر اساس تفاوت در ضریب توزیع آنها بین دو فاز جدا می‌کند. اجزای با تمایل بیشتر به فاز ساکن به آرامی حرکت می‌کنند، در حالی که اجزای با تمایل بیشتر به فاز متحرک سریع‌تر حرکت می‌کنند.

پس از جداسازی، اجزای مخلوط را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلف، مانند مشاهده بصری، لکه‌گذاری با معرف‌های خاص یا تابش نور ماوراء بنفش، شناسایی کرد. TLC همچنین می‌تواند برای تعیین کمیت نسبی اجزای مخلوط با استفاده از روش‌هایی مانند اسکنرهای دانسیتومتر یا تکنیک‌های تصویربرداری دیجیتال استفاده شود.

مزایای اصلی TLC عبارتند از:

• سادگی: TLC یک روش نسبتاً ساده و آسان برای یادگیری و انجام است.
• سرعت: جداسازی اجزا معمولاً در عرض چند دقیقه یا چند ساعت انجام می‌شود.
• کم‌هزینه بودن: تجهیزات و مواد مورد نیاز برای TLC نسبتاً ارزان هستند.
• حساسیت: TLC می‌تواند برای شناسایی و تعیین کمیت مقادیر کمی از ترکیبات استفاده شود.
• تطبیق‌پذیری: TLC را می‌توان با طیف گسترده‌ای از جاذب‌ها، فازهای متحرک و روش‌های شناسایی استفاده کرد.

کاربردهای TLC بسیار متنوع است و شامل موارد زیر می‌شود:

• شناسایی ترکیبات: TLC می‌تواند برای شناسایی ترکیبات موجود در مخلوط‌های پیچیده، مانند عصاره‌های گیاهی، داروها و محصولات غذایی، استفاده شود.
• کنترل کیفیت: TLC می‌تواند برای کنترل کیفیت مواد خام، محصولات نهایی و فرآیندهای تولید استفاده شود.
• آموزشی: TLC یک ابزار ارزشمند برای آموزش اصول جداسازی و شناسایی ترکیبات به دانشجویان است.
• تحقیقات: TLC به طور گسترده در تحقیقات علمی برای جداسازی و شناسایی ترکیبات جدید، مطالعه واکنش‌های شیمیایی و توسعه روش‌های جدید جداسازی استفاده می‌شود.

در این مقاله، ما به بررسی اصول، کاربردها و مزایای TLC می‌پردازیم. همچنین دستورالعمل‌های گام به گام برای انجام یک آزمایش TLC ساده ارائه خواهیم داد.

کاغذ TLC چیست؟

کاغذ TLC که مخفف Thin-layer chromatography یا کروماتوگرافی لایه نازک است، نوعی کاغذ پوشیده شده با سیلیکا یا آلومینا است که در تکنیک کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) به کار می‌رود. این تکنیک برای جداسازی و شناسایی ترکیبات مختلف در یک مخلوط استفاده می‌شود.

اجزای اصلی کاغذ TLC:

• فاز ساکن: سیلیکا یا آلومینا که روی سطح کاغذ پوشیده شده است.
• فاز متحرک: سیالی که از میان فاز ساکن عبور می‌کند و ترکیبات موجود در مخلوط را با خود حمل می‌کند.

نحوه عملکرد:

1. نقطه گذاری: ابتدا، مقدار کمی از نمونه روی لبه ی پایینی کاغذ TLC قرار داده می شود.
2. رشد: سپس، فاز متحرک از لبه ی پایینی کاغذ به سمت بالا حرکت می‌کند.
3. جداسازی: هر کدام از ترکیبات موجود در نمونه با توجه به میزان affinité شان با فاز ساکن و متحرک، سرعت حرکت متفاوتی خواهند داشت. ترکیبات با affinité بیشتر به فاز ساکن، آهسته تر حرکت می‌کنند، در حالی که ترکیبات با affinité بیشتر به فاز متحرک، سریعتر حرکت می‌کنند.
4. شناسایی: پس از تبخیر فاز متحرک، نقاطی که ترکیبات در آنها جمع شده اند، با استفاده از روش های مختلفی مانند نور UV یا لکه گذاری قابل مشاهده می شوند.

مزایای استفاده از کاغذ TLC:

• سادگی و سرعت انجام آزمایش
• هزینه کم
• حساسیت بالا
• نیاز به حجم کم نمونه
• قابلیت مشاهده ی همزمان چندین ترکیب

کاربردهای کاغذ TLC:

• جداسازی و شناسایی ترکیبات آلی و معدنی
• کنترل خلوص مواد
• بررسی پیشرفت واکنش های شیمیایی
• آزمایش مواد غذایی و دارویی

انواع مختلف کاغذ TLC:

• کاغذ سیلیکاژلی: متداول ترین نوع کاغذ TLC است و برای جداسازی طیف گسترده ای از ترکیبات استفاده می شود.
• کاغذ آلومینایی: برای جداسازی ترکیبات قطبی مناسب تر است.
• کاغذهای ایمپرگنیت شده: با مواد خاصی آغشته شده اند که برای جداسازی ترکیبات خاص مناسب هستند.

نکاتی در مورد انتخاب کاغذ TLC:

• نوع ترکیباتی که می خواهید جدا کنید
• قطبیت فاز متحرک
• روش شناسایی که می خواهید استفاده کنید

انواع مختلف جاذب‌های TLC و کاربردهای آنها

جاذب‌های TLC، مواد شیمیایی هستند که روی سطح صفحات TLC پوشیده می‌شوند و وظیفه جداسازی و شناسایی ترکیبات مختلف در یک مخلوط را بر عهده دارند. هر جاذب TLC دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است که آن را برای جداسازی گروه‌های خاصی از ترکیبات مناسب می‌کند.

انواع رایج جاذب‌های TLC:

• سیلیکاژل:پرکاربردترین جاذب TLC است که برای جداسازی طیف گسترده ای از ترکیبات آلی و معدنی استفاده می شود. سیلیکاژل ها بر اساس درجه فعالیت خود به انواع مختلفی مانند سیلیکاژل G، GF250، H و HS تقسیم می شوند.
• آلومینا:برای جداسازی ترکیبات قطبی مانند اسیدها، بازها و ترکیبات دارای گروه‌های عاملی قطبی مناسب است.
• سلولوز:برای جداسازی ترکیبات حساس به حرارت و ترکیبات دارای ساختار حلقوی بزرگ مناسب است.
• کیسل ژل:برای جداسازی ترکیبات آلی و معدنی با قطبیت متوسط ​​مناسب است.
• بنتیت:برای جداسازی ترکیبات آلی قطبی و ترکیبات دارای گروه‌های عاملی هیدروکسیل مناسب است.
• فازهای ایمپرگنیت شده: این نوع جاذب ها با مواد خاصی آغشته شده اند که آنها را برای جداسازی ترکیبات خاص مانند فلزات، ترکیبات نیتروژن دار و ترکیبات حلقوی معطر مناسب می کند.

انتخاب جاذب مناسب:

انتخاب جاذب مناسب برای TLC به عوامل مختلفی مانند نوع ترکیباتی که می خواهید جداسازی کنید، قطبیت فاز متحرک و روش شناسایی که می خواهید استفاده کنید بستگی دارد.

کاربردهای TLC در زمینه‌های مختلف علمی

کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) تکنیکی جداسازی و شناسایی ترکیبات است که به دلیل سادگی، سرعت و کارایی بالا در بسیاری از زمینه‌های علمی کاربرد دارد. در ادامه به برخی از کاربردهای TLC در زمینه‌های مختلف علمی اشاره می‌کنیم:

شیمی:

• جداسازی و شناسایی ترکیبات آلی و معدنی: TLC یکی از متداول ترین روش های جداسازی و شناسایی ترکیبات آلی و معدنی در آزمایشگاه های شیمی است. از این روش برای جداسازی طیف گسترده ای از ترکیبات مانند الکل ها، اسیدها، هیدروکربن ها، آلکالوئیدها و فلاونوئیدها استفاده می شود.
• کنترل خلوص مواد: TLC برای بررسی خلوص مواد اولیه، محصولات واسطه و محصولات نهایی در فرآیندهای شیمیایی مختلف استفاده می شود.
• بررسی پیشرفت واکنش های شیمیایی: TLC برای پایش پیشرفت واکنش های شیمیایی و تعیین نقطه پایان واکنش استفاده می شود.
• آزمایش مواد غذایی و دارویی: TLC برای بررسی کیفیت مواد غذایی و دارویی و تشخیص وجود ناخالصی ها و آلاینده ها در آنها استفاده می شود.

زیست شناسی:

• جداسازی و شناسایی پروتئین ها، اسیدهای آمینه و نوکلئوتیدها: TLC برای جداسازی و شناسایی مولکول های زیستی مانند پروتئین ها، اسیدهای آمینه و نوکلئوتیدها در نمونه های زیستی مانند خون، ادرار و بافت ها استفاده می شود.
• بررسی متابولیسم داروها: TLC برای مطالعه متابولیسم داروها در بدن و شناسایی متابولیت های آنها استفاده می شود.
• تشخیص بیماری ها: TLC برای تشخیص برخی از بیماری ها مانند فنیل کتونوری و سیستمیوز استفاده می شود.

محیط زیست:

• آزمایش آلودگی آب و خاک: TLC برای بررسی وجود آلاینده ها در آب و خاک استفاده می شود.
• تجزیه و تحلیل آلاینده های هوا: TLC برای تجزیه و تحلیل آلاینده های هوا و تعیین غلظت آنها در محیط استفاده می شود.

علوم پزشکی:

• تشخیص بیماری ها: TLC برای تشخیص برخی از بیماری ها مانند دیابت و بیماری های کبدی استفاده می شود.
• بررسی اثرات داروها: TLC برای بررسی اثرات داروها بر روی بدن و شناسایی متابولیت های آنها استفاده می شود.
• کنترل کیفیت داروها: TLC برای بررسی کیفیت داروها و تشخیص وجود ناخالصی ها و آلاینده ها در آنها استفاده می شود.

مزایای استفاده از TLC:

• سادگی و سرعت انجام آزمایش
• هزینه کم
• حساسیت بالا
• نیاز به حجم کم نمونه
• قابلیت مشاهده ی همزمان چندین ترکیب

معایب استفاده از TLC:

• دقت پایین تر در مقایسه با برخی از روش های جداسازی دیگر
• عدم امکان جداسازی ترکیبات با ساختار مشابه

روش‌های مختلف شناسایی اجزای جدا شده با TLC

پس از جداسازی اجزای مخلوط با استفاده از کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)، نوبت به شناسایی آنها می‌رسد. روش‌های مختلفی برای شناسایی این اجزا وجود دارد که در ادامه به برخی از متداول‌ترین آنها اشاره می‌کنیم:

1. مشاهده مستقیم:

• ساده ترین روش شناسایی، مشاهده مستقیم لکه ها روی صفحه TLC است.
• برخی از ترکیبات به طور طبیعی رنگی هستند و می‌توان آنها را با چشم غیرمسلح مشاهده کرد.
• برای مشاهده لکه‌های بی‌رنگ، می‌توان از نور ماوراء بنفش (UV) یا لامپ فلورسنت استفاده کرد.

2. لکه گذاری:

• در این روش، از مواد شیمیایی خاصی به نام ** معرف** استفاده می‌شود که با لکه‌های موجود روی صفحه TLC واکنش داده و رنگ ایجاد می‌کنند.
• هر معرف برای شناسایی گروه خاصی از ترکیبات خاص طراحی شده است.
• برای مثال، از اسید سولفوریک برای شناسایی ترکیبات آلی اشباع نشده و از نین هیدرین برای شناسایی اسیدهای آمینه استفاده می‌شود.

3. اسکنر TLC:

• اسکنر TLC دستگاهی است که می‌تواند لکه‌های موجود روی صفحه TLC را اسکن کرده و طیف جذبی آنها را ثبت کند.
• با مقایسه طیف جذبی یک ترکیب با طیف‌های استاندارد، می‌توان آن ترکیب را شناسایی کرد.

4. طیف سنجی جرمی (MS):

• طیف سنجی جرمی یک روش قدرتمند برای شناسایی ترکیبات است که بر اساس اندازه‌گیری نسبت جرم به بار یون‌های حاصل از نمونه عمل می‌کند.
• برای استفاده از این روش، ابتدا باید لکه مورد نظر را از صفحه TLC جدا کرده و سپس آن را به دستگاه طیف سنج جرمی تزریق کرد.

5. کروماتوگرافی گازی (GC):

• کروماتوگرافی گازی روش جداسازی و شناسایی ترکیبات بر اساس فراریت آنها است.
• برای استفاده از این روش، ابتدا باید لکه مورد نظر را از صفحه TLC جدا کرده و سپس آن را به دستگاه کروماتوگرافی گازی تزریق کرد.

6. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC):

• کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا روش جداسازی و شناسایی ترکیبات بر اساس توزیع آنها بین دو فاز مایع است.
• برای استفاده از این روش، ابتدا باید لکه مورد نظر را از صفحه TLC جدا کرده و سپس آن را به دستگاه HPLC تزریق کرد.

انتخاب روش مناسب:

انتخاب روش مناسب برای شناسایی اجزای جدا شده با TLC به عوامل مختلفی مانند نوع ترکیبات، حساسیت مورد نیاز و تجهیزات موجود در آزمایشگاه بستگی دارد.

نکات:

• قبل از انجام هرگونه آزمایش، دستورالعمل های ایمنی را به دقت مطالعه کنید.
• از مواد شیمیایی با احتیاط استفاده کنید و از تماس مستقیم آنها با پوست و چشم خودداری کنید.
• محل کار خود را تمیز و مرتب نگه دارید.
• در صورت بروز هرگونه مشکل، از یک متخصص کمک بگیرید.

منابع برای مطالعه بیشتر:

• https://shimibanavash.com/product/%DA%A9%D8%A7%D8%BA%D8%B0-tlc/
• https://www.jahaneshimi.com/15635/%DA%A9%D8%B1%D9%88%D9%85%D8%A7%D8%AA%D9%88%DA%AF%D8%B1%D8%A7%D9%81%DB%8C-%D9%84%D8%A7%DB%8C%D9%87-%D9%86%D8%A7%D8%B2%DA%A9/
• https://tamadkala.com/product/%DA%A9%D8%A7%D8%BA%D8%B0-tlc/

برای خواندن درباره “صنعت پتروشیمی چین” روی لینک کلیک کنید.