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Dünnschichtchromatographie
Dr. Johanna Liebl
PB III/Seminar DC
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Chromatographie - Prinzip
physikalisch-chemische Trennmethoden
Prinzip: Verteilung von Substanzen zwischen einer ruhenden (stationären) und einer sich an dieser vorbei-bewegenden (mobilen) Phase.
diese Phasen sind nicht miteinander mischbar
Trennmechanismen:- Adsorption- Verteilung- Siebwirkung - Ionenaustausch- Bioaffinität
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Dünnschichtchromatographie (DC)
Def.: Trennung von Vielstoffgemischen mit Hilfe einer festenstationären Dünnschichtphase, an der eine flüssige mobilePhase vorbeigeführt wird.
inneres Chromatogramm
Trennung beruht auf den phys.-chem. Vorgängen der:• Adsorption (Feststoff als stationäre Phase) und• Verteilung (Flüssigkeit als stationäre Phase)
Bei der Trennung an Kieselgel mit unpolarenFließmitteln überwiegt die Adsorption.
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Konkurrenz der Probenmoleküle mit der mobilen Phase um die Besetzung der aktiven Stellen der stationären Phase.
Mögl. Wechselwirkungen zwischen den Phasen (Bsp.)
- Wasserstoffbrückenbindungen- Dipol-Dipol-Wechselwirkungen- van der Waals`sche Kräfte
Adsorption
Anreicherung eines gelösten Stoffes an der Oberfläche eines Feststoffes.
reversibel, Desorption
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Cs = Konzentration von Stoff X in der stationären PhaseCm = Konzentration von Stoff X in der mobilen PhaseCoo = Sättigungskonzentration der stationären Phase
Adsorptionsisotherme(T = const.)
Adsorption
Verteilungskoeffizient:
CsK =
Cm
gilt nur für die jeweiligeSorbens/Fließmittel Kombination!!
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Je größer die Unterschiede zwischen den Adsorptions-, bzw. Verteilungskoeffizienten der Substanzen sind, desto besser lassen sie sich trennen!
Adsorptionsisotherme
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• Aluminiumoxid• Cellulose• Polyamid
• Kieselgel
chemisch modifiziertes (silanisiertes) Kieselgel (Reversed Phase DC)
Si
R
R
R
OH + Si
Cl CH3
CH3Cl
2Si
Si
O
O
Si
CH3
CH3
-HCl
OSi
OSi
O
OH
OH
N
R
R
H
Sorbentien
Sorbentien werden auf einen Träger (z.B. Alufolie, Glasplatte) aufgetragenSchichtdicke zwischen 0,2 mm (analytische DC) und 1-2 mm (präparative DC)
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Wichtiges Kriterium für die Trennleistung
Menge der angelagerten Substanzen und Festigkeit der Bindungsind abhängig von der Stärke und der Zahl der aktiven Zentren
Höhere AktivitätStärkeres Rückhaltevermögen
Geringere Laufstrecken
Verringerung der Zahl der aktiven Zentren durch Desaktivatoren,z.B. durch H2O (Luftfeuchtigkeit)
Kennzeichnung von Kieselgel-Fertigplatten
G: 13% Gipszusatz H: ohne BindemittelF254: Zusatz eines Fluoreszenzindikators
Zahl vor G oder H: Porendurchmesser in Angström (meist 60)
Aktivität eines Sorbens
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Verschiedene Fließmittel führen bei derselben Substanz zu unterschiedlichen Laufstrecken.Bsp: Die Laufstrecke polarer Substanzen auf polaren Sorbentien
nimmt mit steigender Polarität des Fließmittels zu.
Die Eluotrope Reihe:Empirische Ermittlung der Elutionskraft verschiedener Fließmittel für ein bestimmtes Sorbens.
Die Elutionskraft kann auchals Zahlenwert (E0) angegeben werden. Pentan ist dabei Bezugspunkt (Eo= 0)
Bsp: Chloroform Eo = 0,4Methanol Eo = 0,95
Fließmittel
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Höhere Trennschärfe durch „Einstellen“ der Elutionskraft, bzw. des Verteilungskoeffizienten
Es kann beim Aufsteigen zur Adsorption einzelner Bestandteiledes Fließmittels an das Sorbens kommen:
Veränderung der Zusammensetzung der mobilen Phase während des chromatographischen ProzessesBei vollständiger Adsorption einerKomponente Ausbildung einer „ß-Front“Substanzen reichern sich oft alscharakteristische bandförmige Fleckeim Bereich der ß-Front an.
Die Wahl des richtigen Fließmittels ist Erfahrungssache odermuss durch „ausprobieren“ ermittelt werden !
Fließmittelgemische
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Kammersättigung:Sättigung des Kammerraumes oberhalb der Flüssigkeit mit Lösungs-mitteldämpfen
Folge:
Gleichgewicht zwischen den Lösungsmitteldämpfen und der mobilen Phase auf der Platte während der Entwicklung.
Erhöhung der Fließgeschwindigkeit durch Vorbeladen der Schicht mit Fließmittel
bessere Reproduzierbarkeit der Trennergebnisse
Kammersättigung
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Bei Verzicht auf Kammersättigung verdampft während der Trennung v.a. im Bereich der Laufmittelfront ständig Fließmittel von der Platte
Es wird mehr Laufmittel für eine bestimmte Strecke benötigt.
Die Laufstrecken für die einzelnen Substanzen werden länger.
Fließmittelgemische leichter flüchtige Komponenten verdampfen schneller veränderte Zusammensetzung der mobilen Phase
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a) Detektion farbiger Substanzen bei Tageslicht
b) UV- Licht 365 nm -> Eigenfluoreszenz
Flavonoide: je nach Struktur gelbe, grüne oder blaue Fluoreszenz
c) UV- Licht 254 nm -> Fluoreszenzlöschung auf F 254 – Platten
Flavonoide
d) Sprühreagenzienuniversellspezifisch, z.B. Vanilin-Schwefelsäure, Dragendorffs Reagens
Detektion
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Rf =Abstand Substanzfleck-Startlinie
Abstand Fließmittelfront-Startlinie
Rf-Werte abhängig von äußeren Bedingungen, z.B.:
- Aktivität des Sorbens- Rel. Luftfeuchtigkeit- Temperatur- Kammersättigung
Verwendung von Vergleichssubstanzen
Auswertung über Rf-Wert
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20 cm
20 c
mVorbereitung der DC Platte
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20 cm
20 c
m
10 cm
10 c
m
Platte sinnvoll einteilen!
Vorbereitung der DC Platte
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Abstand halten!
1,5 cm
Vorbereitung der DC Platte
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Vorbereitung der DC Platte
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Proben bandenförmig auftragen
stationäre Phase nicht beschädigen
Trocknen lassen
Vorbereitung der DC Platte
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KEIN Filterpapier!
Auftragebereich nicht in Fließmittel eintauchen!
Kammer nicht öffnen!
Fließmittel nicht aufheben!
Entwicklung
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Platte nicht tropfnass sprühen oder zu heiß fönen!
Detektion
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Viel Erfolg im Praktikum!