科學，就是醬

有機實驗動手做－薄層色層分析 TLC (中)

圖1. 分別在可見光（左）、紫外光短波（中）與紫外光長波（右）下所呈現的結果。此 TLC 片為 C18 TLC，非 silica gel 的 TLC 片。



圖2. 在上一集薄層色層分析 TLC中，我們做到最後的一個步驟就是將已經收集好的前三排樣品進行 TLC 片的點樣。這集我們從這裡介紹，看看接下來要做些什麼事情。



圖3. 首先我們將圖 2 中每一片 TLC 片依序的放到展開槽中進行展開的動作，板主使用的展開液成分與比例是乙酸乙酯（簡稱 E）／正己烷（簡稱 H）＝１：１。 無論是放置 TLC 片進去或是取出，做這個動作的時候速度要快，因為蓋子不可以打開太久，也盡量不要打開太大，不然展開槽中原本已經形成展開液的飽和蒸汽會逸散掉。


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＜以下是個人偏見＞

當然以前上課的時候助教都會教在展開槽裡面放一片濾紙或衛生紙之類的...
Well... 那也ＯＫ！
不過阿丸 "個人" 不太喜歡這樣的方法...
我喜歡使用前用手將展開槽連同蓋子一起握著
然後迅速地搖一下...不多也不少！
接著把 TLC 片快速的置入。
快，又方便，而且效果不輸給濾紙唷！啾咪   >.^

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圖4. 將 TLC 片放進去後要保持端正，不可以歪斜，不然跑出來的結果也會歪掉。



圖5. 正在進行展開中的 TLC 實驗狀況。



圖6. 當展開完畢時，剛取出的 TLC 片就是長這個樣子，因為溶液還沒完全乾掉，所以 TLC 片上面感覺會有一點一點的。展開的時候要注意不可以讓展開液的前緣跑過頭，不然就前功盡棄囉！之所以不能跑過頭是因為這與我們之後要計算各個成分的「滯留時間值（Rf 值）」有關。



圖7. Rf 值的計算公式與示意圖（Rf 值是一個相對數值，因此沒有單位唷！）



圖8. 計算 Rf 值時可以拿尺來測量各個產物點對於起始線的距離。（圖片來源：http://www.chemistry.sjsu.edu/straus/IMAGES/Techniques/TLC/tlcmeas2.jpg）


也就是因為在計算 Rf 值的時候需要用到「展開液行進的總長度」數據，因此如果讓 TLC 片跑過頭時，由於最前端的展開液會一直揮發掉，因此毛細現象會帶動整片 TLC 片上面的點不斷的往上升，如此所求得的 Rf 值就不準了！這時候解決的辦法就是...... 花時間再重跑一片！ XDD

別以為跑一片 TLC 片好像不會花多少時間，那是因為如果 TLC 片跑的是極性小的溶劑那也就算了，當您需要展開的溶劑是類似像「水」這種高極性、低揮發性溶劑時，像這樣小小的一片 TLC ，從起始線跑到終點線可能就得花１～２個小時左右的時間哩！所以做事情還是盡量 "一次到位" 是最好的！



圖9. 三片 TLC 都跑完之後的可見光樣貌。有一些點看起來蠻模糊的，這時候可以藉助紫外光來判斷。



圖10. 這是圖 7 中同樣的三片 TLC 片，由於 TLC 片上的矽膠塗佈有螢光物質，因此只要拿紫外光進行照射就會發現 TLC 片上的矽膠會反射出綠色的螢光。而化合物所在的位置因為會把紫外光吸收掉，因此可以看到黑影。通常產物結構中具有一些吸光團時，黑影就會越明顯，反之，就看不到黑影了！



圖11. 這就是俗稱「螢火蟲」的紫外光產生器。這樣一台要價新台幣六千元以上！（最近台幣又貶值了，因此應該會更貴了）這種儀器專用的紫外光功率很強，不可以直接拿來照射皮膚或是眼睛太久（超過 3 分鐘以上），以免發生無法彌補的傷害，切忌！切記！



圖12. 將進行完實驗的三片 TLC 放在一起，便可以輕易觀察到整個樣品隨著極性大小而出現高低分佈的狀況。板主將針對 1-10、2-6 以及 3-10 這三根試管的樣品進行質譜取樣測定。


好！看到這邊應該會有同學納悶，板主怎麼沒有拿「標準品」出來比對呢？這樣不是比較快，而且能馬上知道哪一個點是我們需要的了嗎。

現實的生活就是這麼殘酷！有機實驗課程簡單之處就是能利用「標準品」來當作我們的參考，不過實際在進行有機合成時，往往我們所做的產物不見得會有所謂的標準品讓我們使用，因此我們必須藉助其他的方式來找尋產物是藏匿在 TLC 的何處。

以圖 12 來說，我們可以很輕易的辨識出整個流程中具有三個明顯的區間，因此板主分別針對這三個區間進行三個樣品的取樣，然後拿這三個取樣點去進行 MALDI-TOF 質譜（或是使用核磁共振，NMR）的實驗，利用分子量的呈現來確認哪一個點才是我們要的。做完這個動作之後，就可以確認我們的實驗已經做完了？還是還要繼續往下收？


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有關 MALDI-TOF 質譜我們在「三聚氰胺（Melamine）追追追」的系列文章中已有介紹過，在這邊就不贅述囉！

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圖13. 進行 MALDI-TOF 質譜時所需要用到的器材：包含微量定量滴管、MALDI-TOF 質譜的不銹鋼盤、標準品 DHB（10 mg / 1 mL acetonitrile）以及 tips。



圖14. 首先我們將微量定量滴管插取 tip。



圖15. 然後自我們所預計取樣的試管中吸取微量定量的樣品溶液。



圖16. 接著將樣品溶液點在不銹鋼托盤上。



圖17. 接著再取等量的 DHB 標準品溶液。



圖18. 將 DHB 標準品溶液和待測樣品的點混合在一起。



圖19. 混合均勻後進行乾燥，之後便會留下固體的殘留物。 


而測定過程以及測定時的畫面截圖誠如上所述，我們已在「三聚氰胺（Melamine）追追追 (下)」中介紹過了，因此這邊就再次的跳過這個部分來看結果囉！ ^^



圖19. 做完質譜實驗後發現，我們所需要的樣品其分子量是 854，對照圖譜的數據顯示我們的樣品其實是出現在試管編號「三-10」當中，這也意味著當時我們先收了三排是不夠的，因此我們就繼續再往下收第四、第五排，直到所有的產物通通都收乾淨為止吧！ XD



圖20. 接著繼續進行管柱層析，往下收集產物直到所有的產物都收集完畢為止。



圖21. 我們將新收的第四排進行 TLC 實驗，然後再把剛剛的前三片 TLC 放在一起，就可以發現產物是從約莫「三-6」開始出現，然後延續過來到了第四排一整排也都含有產物。



圖22. 最後當然就是把所有的產物都集合起來進行濃縮把展開液抽乾，這樣就會留下我們所需要的產物囉！


看到最後，我們大致上把整個 TLC 實驗的全貌為大家做了最簡單的說明，很抱歉整個介紹的過程蠻緊湊的，不過不知道各位對於有機實驗或是化學實驗感到興趣的朋友們有沒有對這項實驗有更進一步的認識呢？


其實針對 TLC 片的實驗還有一些零散的東西要補充，板主想了一下，剩下來的部分簡單來說包涵以下三個問題：

1. 比如說當您的產物不向板主介紹的這樣帶有鮮豔色彩，而是在可見光、紫外光的照射之下都看不到點時，該怎麼辦呢？

2. 板主只用 MALDI-TOF 來檢查是不是有化合物是不是不太保險呢？可否讓大家看看該取樣點其他方式的確認數據，比如說 NMR 的結果呢？

3. 板主您使用的是一般矽膠塗片的 TLC，有沒有「碳 18（C18，發音為 C eighteen）」的 TLC 結果呢？又，「碳 18」TLC 和矽膠塗佈的 TLC，這兩者之間在紫外光下會呈現出什麼樣子呢？


以上這些問題，我們將留在「薄層色層分析 TLC」的下集來為大家進行說明，還請大家拭目以待囉！^^



站內連結：
1. 科學，就是醬：有機實驗動手做－薄層色層分析 TLC (上)

2. 科學，就是醬：有機實驗動手做－薄層色層分析 TLC (下)

3. 科學，就是醬：有機實驗動手做－滴管的正確拿法

4. 科學，就是醬：有機實驗動手做 － 管柱層析法 Column Chromatography（上）

5. 科學，就是醬：有機實驗動手做 － 管柱層析法 Column Chromatography（下）