CH364130A

CH364130A - Verfahren zur Durchführung von Dünnschicht-Chromatographie und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: CH364130A
Application number: CH560761A
Authority: CH
Inventors: Brenner Max; Niederwieser Alois
Original assignee: Brenner Max; Niederwieser Alois
Priority date: 1961-05-10
Filing date: 1961-05-10
Publication date: 1962-08-31
Also published as: DE1498678B2; US3189541A; DE1498678A1; GB1010604A

Description

Verfahren zur Durchführung von Diinnschicht-Chromatographie und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Eine sehr moderne Form der Chromatographie ist t die sogenannte Dünnschicht-Chromatographie. Der Name beruht auf der Verwendung des Adsorptionsmittels in Form einer dünnen, auf einer inerten Unter- lage aufliegenden Schicht, der sogenannten Dünnschicht. Diese Anordnung besitzt gegenüber der klassischen Adsorptionssäule eine Reihe bekannter Vorteile. Die gebräuchlichen Ausführungsformen sind aber dadurch charakterisiert, dass die Laufstrecke des f r die chromatographische Trennung als mobile Phase benützten Lösungsmittels durch die Apparate dimens, ionen begrenzt wird' (Standard-Methode).

Für die Trennung von Substanzgemischen, deren Kompo nenten deutlich verschiedene Wanderungsgeschwin- digkeiten besitzen, ist dies ohne Bedeutung.

Bei sehr ähnlichen Wanderungsgeschwindigkeiten hingegen wird eine Trennung erst möglich, wenn eine entsprechend grosse Wanderungsstrecke zur Ver fügung steht. Da die Wanderungsstrecke immer kleiner ist als die Laufstrecke des Lösungsmittels, erfor- dert also die Trennung von Substanzen mit sehr Ïhnlichen Wanderungsgeschwindigkeiten eine grosse Laufstrecke der mobilen Phase, und diese Forderung ist wiederum identisch mit der Forderung nach grossen, eventuell sehr grossen Apparatedtmensionsn. In der Papierchromatographie, einer bekannten, der D nn schicht-Chromatographie verwandten Arbeitstechnik, kann man den eben erwähnten Nachteil vermeiden, indem man einerseits die mobile Phase z.

B. so wÏhlt, da¯ sie wenigstens doppelt so schnell lÏuft als die schnellste Komponente des Substanzgemisches, und indem man anderseits ihre Laufstrecke virtuell, vem- grössert, das heisst die mobile Phase ber den Bereich des Adsorptionsmitttels hinausströmen lässt. Man erzielt diesen letzteren Effekt in einfachster Weise durch eine vertikale Anordnung des Papiers, absteigende Hiessrichtung der mobilen Phase und Abtropfen vom unteren Rand des Papiers. Man lässt also das Lösungs- mittel(=mobilePhase)durchdasAdsorptionsmittel hindurch und darüber hinaus laufen und spricht bei Verwendung dieser Anordnung von durchlaufender Chromatographie¯;¸Durchlaufmethode¯ und ¸Durch laufprinzipn sind synonyme Ausdrücke.

Das Durchlaufprinzip erweitert dien Anwendungs- bereich der Papiercbromatogmphiebeträchtlich.Eine der durchlaufenden Papierchromatographie analoge Anordnung für die Dünnschicht-Chromatographie ist zwar denkbar, aber umständlich und deshalb bisher auch nicht beschrieben worden. Es ist aber evident, dass eine nochmalige Verbesserung der an sich hervorragenden Trennchanoen der Dünnschicht-Chro- matographie durch eine geeignete Anordnung zur Anwendung des Durchlaufprinzips den grossen prak- tischen Nutzen der D nnschicht-Chromatographie nochmals erheblich vergrössern mulss.

Gegenstand dieses Patentes ist ein Verfahren zur Durchf hrung von D nnschicht-Chromatographie und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das Verfahnen zur Dünnschicht-Chromatographie ist dadurch gekennzeichnet, dass man die zu trennenden Gemische längs einer Startlinie (S) auf die D nnschicht aufträgt, das Lösungsmittel aus einem Lö- sungsmittelbehäliter (B) durch eine Flüssigkeitsbrücke (F) auf die Dünnschicht fliessen und diese durchstr¯men lÏ¯t. Gegebenenfalls lÏ¯t man das L¯sungsmittel während der zur weiteren Substanztrennung erforderlichen Zeit aus der bedeckten D nnschicht ausströmen, so dass es verdampfen oder abtropfen kann.

Die Vorrichtung ist berraschend einfach und dadurch gekennzeichnet, dass die f r die Trennung benützbe Dünnschicht auf einer Trägerplatte (T) ruht, parallel zur Trägerplatte durch eine Deckplatte (D) und auf zwei Seiten durch Stützorgane gegen den umgebenden Raum abgedichtet ist, mit einer Seite ber eine von der Trägerplatte bedeckte Fl ssigkeitsbr cke (F) mit einem BehÏlter (B) f r das Lösungsmittel in Verbindung steht und-an der entgogenge- setzten Seite gegen die Umgebung offen bzw. mit der Umgebung ber eine Flüssigkeitsbrücke verbunden ist.

Bei der Anwendung der beschriebenen Vorrichtung zur durchlaufenden Dünnschicht-Chromatogra- phie hÏlt man sich bez glich Wahl des Adsorptionsund Lösungsmittels und bezüglich Chromatogramm- beladung zweckmässig an dlie in der Dünnschicht-und Papierchromatographie bewährten, dem Fachmann bekannten Regeht. Es ist also selbstverständlich, dass zur Trennung von Substanzen, die sich chromatographisch sehr ähnlich verhalten, Lösungsmittel- systeme verwendet werden, in denen die zu trennen- den Substanzen im Verhältnis zum Lösungsmittel (mobile Phase) langsam wandern.

Als Flüssigkeitsbrücke dient beispielsweise Filter- papier. Es ist aber auch möglich, ein anderes saug fäbiges Material oder einen ! engen Spalt zu verwenden. Der Fl ssigkeitstransport kann durch Kapillar kräfte, Schwerkraft, eme Zentrifugalkraft oder Druck erfolgen. Das Lösungsmittel wM also beispielsweise durch die Kapillarität der Flüssigkeitsbrücke auf die e Dünnschicht übertragen und kann nach Durchlaufen der Wanderungsstrecke, das beisst des durch die Deckplatte abgedeckten Teils der Dünnschicht, ver dampfen oder abtropfen, wobei dies direkt oder ber eine Flüssigkeitsbrücke, z. B. ein der Schicht anliegendes Filterpapier, das in den umgebenden Raum hinausragt, erfolgen kann.

Besonders einfach ist die Vorrichtung bei horizontaler Lage der Dünnschicht und Verdampfen von ihrem unbedeckten, offenen Ende nach Fig. 5.

Die lÏngsseits zwischen TrÏger- und Deckplatte angebrachten St tzorgane dienen als Dichtung und müssen, namentlich beim Ubergang der Flüssigkeits- br cke auf die Schicht, genügend Abstand von Schicht zu Deckplatte gewährleisten, um zu verhindern, dass Lösungsmittel auf Grund der Kapillarität in den Zwischenraum einflie¯t. Konstruktiv besonders einfach wird die Deckplatte auf Kufen abgestützt, welche den oberen Rand der Schicht um 0, 01 bis 10 mm berragen. Eine ebenfalls zweckmässige L¯sung besteht darin, den gew nschten Abstand zwischen Deckplatte und Trägerplatte bzw. Dünnschicht durch eine Füh rungsschiene zu fixieren.

Flüssigkeitsbehälter, Trägerplatte, Deckplatte und St tz- bzw. F hrungsorgane bestehen zweckmÏ¯ig aus einem chemisch inerten Mate, rial wie Glas, Metall, Kunststoff oder metallisiertem Kunststoff ; gegebenen- falls kann auch eine Kombination dieser Stoffe Verwendung finden.

Die Verwendung der beschriebenem Vorrichtung ist aber nicht nur auf FÏlle beschrÏnkt, wo man zur Erzielung einer Trennung das Durchlaufprinzip anwenden muss. Es ist im Gegenteil charakteristisch f r diese Anordnung, da¯ man sie generell auch dort einsetzen kann, wo man mit der üblichen, von STAHL, Archiv der Pharmazie, 292/64, 411 (1959), beschriebenen dünnschichtchromatographischen Stan dardeinrichtung auskommt. Man geht dann einfach so vor, dass die Chromatographie abgebrochen wird, wenn die Lösungsmittelfront ungefähr die Strecke von der Startlinie bis zum Ende der Deckplatte durchlaufen hat (Standardmethode).

Es ist also ein besonderes Kennzeichen der beschriebenen Vorrichtung f r Dünnschicht-Chromatographie, dass man sie zur Anwendung sowohl der Durchlaufmethode als auch der Standardmethode einsetzen kann. Dabei ist die bei üblicher, standardisierter Ausführung nach STAHL, so wichtige Kammersättigung hier ohne Be deutung. Die vorliegende Erfindung verbindet also in n hervorragender Weise Einfachheit in der Vorrichtung mit Vielseitigkeit in der Anwendung.

Im folgenden werden die e Einzelteile, die Montage, das Verfahren und an Beispielen die Anwendung einer der Erfindung entsprechenden Vorrichtung genauer beschrieben.

Zeichnungen Fig. 1: BehÏlter B .aus V4A-Stahl f r die mobile
Phase ; Aufsicht und Querschnitt, Fig. 2 : Schnittbogen für das Filterpapier F, Fig. 3 : Trägerplatte T aus Glas mit Dünnschicht und blanken RÏndern, Fig. 4 : Deckplatte D aus Glas mit Kufen und mon tiertem Filterpapier F ; Aufsicht und Quer schnitt, Fig.5 : Vorrichtung f r D nnschicht-Chromatogra phie unter wahlweis, er Verwendung derDurch- lauf-oder Stlandardmethode ; Querschnitt und
Aufsicht.

In den Zeichnungen angegebene Abk rzungen a, b, c, d, e, f, g, h = Orientierungshilfen, siehe Text, B = Behälter für die mobile Phase, D = Deckplatte, F = Filterpapier (= Fl ssigkeitsbr cke), G = Glasbänder (= Kufen = St tzorgan), K = Klammem, schematisch gezeichnet, L = L¯che@ zum Einstecken von Polyäthylen- röhnchen, R = Röhrchen aus Polyäthylen zum Einfüllen der mobilen Phase und zum Druckausgleich, S = Startlinie, längs welcher die Substanzgemische auf Punkten aufgetragen sind, T = Trägerplatte mit der D nnschicht, U = Unterlage : ein Korkring.

A. Einzelteile der Vorrichtung
1. Ein Behälter B aus rostfreiem Stahl (Fig. 1).

Er besitzteineplangeschliffeneOberseiteund dient als Gefäss f r die mobile Phase. Durch zwei
Löcher L in der Seitenwand werden zwei kurze
PolyÏthylenr¯hrchen R gesteckt und nach Fig. 1 (Querschnitt) aufwärts gebogen. Durch eines wird später die mobile Phase eingefüllt, das andere ermöglicht den Druckausgleich (s. u.).

2. Ein Filterpapier F (Fig. 2).

Es überträgt die mobile Phase auf die Schicht.

Der Teil ¸efgh¯ ist dem Innenprofil des Behälters angepasst.

3. Eine TrÏgerplatte T aus Glas mit der Dünnschicht (Fig. 3).

An zwei gegenüberliegenden Rändern ist so viel von der Schicht abgestreift, dass die Kufen (s. u.) gerade auf den blanken Streifen Platz finden.

15 mm vom vorderen Plattenrand'entfernt befin- det sich die Startlinie S, wo die Substanzen auf zutragen sind (Fig. 3).

4. Eine Deckplatte G aus Glas mit ¸Kufen¯ G (Fig. 4).

Als Kufen dienen zwei längsseits auf die Deck platte geschweisste und plangeschliffene Glasbän- der. Die Kufenhöhe erlaubt eine wahlweise Ein stellung des Abstandes zwischen Schicht und
Deckplatte ; gleichzeitig wirken die Kufen als
Dichtung.

5. Sechs kräftige Papierklammern K.

Sie dienen dsazu, den Behälter B und die TrÏger platte r gegen die Deckplatte D zu pressen (Fig. 5).

6. Eine Unterlage U, z. B. ein Korkring (Fig. 4 und 5).

B. Montage und Verfahren
Man legt die Deckplatte mit den Kufen nach oben auf den Korkring U, faltet das Filterpapier lÏngs der Linie ¸cd¯ (Fig. 2) und legt es mit dem St ck ¸abcd¯ nach unten auf die Vorderseite der DeckpDatte (Fig. 4).

Das Papier soll die Kufen nicht berühren und'die Kante abp soll zum Vorderrand der Deckplatte einen kleinen Abstand (1-3 mm) halten. Diese Lage wird provisorisch mit einer Papierklammer fixiert.

Man legt jetzt die Trägerplatte mit der Schicht und den zu chromatographierenden Substanzen, die man schon vor der Montage auf Punkten lÏngs der Startlinie S aufgetragen hat (Fig. 3), so auf die Deckplatte, da¯ die blanken Streifen auf die Kufen zu liegen kommen und der Vorderrand der r TrÏgerplatte genau mit den vorderen Kufenkanten zusammenfällt.

Träger-und Deckplatte werden nun durch vier Papierklammern zusammengeprel3t und die berfl ssig gewordene Klammer am Filterpapier wird wieder ent- fernt. Man biegt den oberen Teil des Filterpapiers lames der Verbindungslinie ¸ef¯ (Fig. 4) in vertikale Lage und st lpt die zusammengeklemmten Platten um, so dass sich das Filterpapier nunmehr auf der Unterseite befimdat. Nach Fig. 5 wird der Behälter B mit zwei Klammern K in solcher Weise unter die Deckplatte geklemmt, dass der vertikal stehende Teil des Filterpapiers auf den Grund von B reicht und der horizontal liegende Teil als Dichtung zwischen Deck- platte und Oberseite von. B wirkt.

Der Behälter soll dicht gegen die Trägerplatte stossen. Man f llt durch ein Polyäthylenröhrchen mobile Phase ein, erreicht durch leichtes Schwenken eine momentan gleiche mÏ¯ige Benetzung des Filterpapiers und kann jetzt die Anordnung sich selbst berlassen. Die mobile Phase (Lösungsmittel) verdampft nach Durchlaufen dieir von der Deckplatte. geschützten Schicht auf dem noch verbleibenden Streifen (Fig. 5) genügend rasch, um die Chromatographie beliebig lang in Gang zu halten. Gegebenenfalls ist in den Behälter B mobile Phase nachzufüllen.

Storungen : Schwankungen der Raumtemperatur können gelegentlich (besonders bei starker Luftbewe- gung) dazu führen, dass mobile Phase an der Deck- platte kondensiert. In solchen FÏllen gen gt es, die Deckplatte durch kurzes Auflegen der Hand etwas zu erwÏrmen. - Sogenannte Randeffekte sind bei sorgfältigeir Montage vermeidbar.

C. Anwendung
Die beschriebene Anordnung kann zur Trennung schwer und leicht trennbarer Substanzgemische verwendet werden. Nachstehende Tabelle gibt einige Beispiele und die bei der Trennung eingehaltene, n Bedingungen an. Das Adsorptionsmittel ist d'abei in allen FÏllen Kieselgel f r D nnschicht-Chromatogramme nach STAHL (MERCK) ; der Abstamd von der Startlinie bis zum Ende der Deckplatte beträgt 16, 5 cm, die Kufenhöhe 1 mm.

Tabelle
Beispiel Substanzgemisch L¯sungsmittelsystem Ben¯tigte Zeit @@ @@
Nr. in Stunden
1 Isoleucin + Leucin Methyläthylketon/Pyridin/Wasser 5 (70 : 15 : 15 : 2 v/v)
2 N- (2, 4-Dinitro-phenyl)-Derivate von : BenzoI/Pyrid'm/Eisessig 2-3 Durchlauf- Isoleucin + Leucin + Norleucin (80:20:3 v/v) methode 3 N-(2,4-Dinitro-phenyl)-Derivate von:

Benzol/Pyridin/Eisessig 2-3
Norvalin + Valin (80 : 20 : 3 v/v)
4 N, N'-Di-(2, 4-dinitro-phenyl)-lysin Chloroform/Methanol/Eisessig 2-3 + O,N-Di-(2,4-dinitro-phenyl)- (95 : 5 : 1 v/v) tyrosin
5 Argminhydrochlorid + Glycin n-Propanot/Wasser l-2 + Histidinhydrochlorid (70 : 30 v/v) + Phenylalanin + Val, in Standard- 6 N-(2,4-Dinitro-phenyl)-Derivate von: Chloroform/Benzylalkohol/Eisessig 1 methode Alanin + &alpha;-Amino-buttersÏure (70:30:3 v/v) + o-caprylsäure + Glycin + Serin
7 Buttergelb + Indophenol Benzol 0, 25 + Sudanrot G

Claims

PATENTANSPRUCHE I. Verfahren zur Durchführung von Dünnschicht Chromatographie, dadurch gekennzeichnet, dass man die zu trennenden Substanzgemische längs einer Startlinie auf die Dünnschicht aufträgt, das Lösungsmittel aus einem Lösungsmittelbehälter durch eine Flüssig keitsbrücke auf die Dünnschicht fliessen und diese durchströmen lässt.

II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die f r die Trennung benützte Dünnschicht auf einer Trägerplatte ruht, parallel zur Trägerplatte durch eine Deckplatte und auf zwei gegenüberliegenden Seiten durch Stützorgane gegen den umgebenden Raum abgedichtet ist, mit einer andern Seite ber eine Flüssig- keitsbrücke mit einem Behälter für das Lösungsmittel in Verbindung steht und an der dieser Seite entgegengesetzten Seite gegen die Umgebung offen bzw. mit der Umgebung über eine Flüssigkeitsbrücke verbunden ist.

UNTERANSPRUCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Chromatographie abgebrochen wird, bevor das Lösungsmittel aus der Dünm- schich, austritt.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Chromatographie fortgesetzt wird, wenn das Lösungsmittel aus der Dünnschicht austritt.

3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsetzung der Chromatographie unter Verdampfung oder Abtropfen des Lösungsmittels erfolgt.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsbrücke und/oder der Behalter durch die Deckplatte bedeckt und dadurch nach aussen abgedichtet wird.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Lösungs- mittelbehälters auch wÏhrend der Chromatographie durch mindestens eine Offnung zugänglich ist.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützorgane Kufen sind.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützorgane fest mit der Deckplatte verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unter- ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsbrücke aus Filterpapier besteht.