DE1598382B - Dunnschichtchromatographieplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dünnschichtchromatographieplatte, die aus einem Träger und einem eine hydrophile Polyvinylverbindung als Bindemittel enthaltenden Adsorbens besteht.

Die chromatographische Dünnschichtanalyse hat in der letzten Zeit eine weite Verbreitung gefunden. Infolge ihrer leichten Durchführbarkeit und ihrer vielseitigen Anwendbarkeit besitzt sie als analytisches Trennverfahren große Vorteile. Sie ist mit den verschiedensten Adsorbenzien durchführbar und erlaubt gegebenenfalls durch Modifizierung der Adsorbenzien mit den verschiedensten Verbindungen, wie fluoreszierenden Verbindungen oder Komplexbildnern, die Trennung der verschiedensten Gemische chemischer Verbindungen.

Die bekannten Chromatographieplatten zur Durchführung der chromatographischen Dünnschichtanalyse (DC-Platten) bestehen aus einer Glasplatte, auf die eine dünne Schicht aus einem Adsorbens aufgetragen ist. Die Herstellung solcher Chromatographieplatten erfolgt durch einfache Beschichtung einer Glasplatte mit einem geeigneten Adsorbens. Die Verwendung derartiger Trennmaterialien besitzt gewisse Nachteile. Der Hauptnachteil besteht darin, daß die DC-Platte kurz vor ihrer Verwendung hergestellt werden muß, d. h., daß der Benutzer sich seine DC-Platte vor der Verwendung durch Beschichtung einer Glasplatte mit einem geeigneten Adsorbens und nachfolgender Trocknung selbst herstellen muß. Die fertigen DC-Platten erfordern eine vorsichtige Handhabung, da das Adsorbens dazu neigt, als Pulver von der Glasplatte abzufallen.

Aus E. Stahl, »Dünnschicht-Chromatographie«, Springer-Verlag, Berlin, Göttingen, Heidelberg, 1962, war es bereits bekannt, Dünnschichtchromatographieplatten (DC-Platten) zu verwenden, die aus einer Glasplatte und einem 2,5 % Polyvinylalkohol als Bindemittel enthaltenden Adsorbens bestehen. Darin ist jedoch darauf hingewiesen (vgl. S. 390), daß bei einer höheren Konzentriation an freien OH-Gruppen in dem Bindemittel der i?_rWert der DC-Platte stark abnimmt. Außerdem wird danach die Adsorbensschicht stets auf Glasplatten aufgetragen, da sich flexible Träger, beispielsweise Aluminiumfolien, nicht bewährt haben (vgl. S. 4).

Die bisher bekannten DC-Platten haben den Nachteil, daß sie erst kurz vor ihrer Verwendung hergestellt werden können, da die Adsorbensschicht leicht vom. Träger abfällt, die also wegen ihrer Instabilität vom Verbraucher selbst hergestellt werden müssen. Dadurch ist es möglich, stets gleichbleibende, standardisierte Versuchsbedingungen zu schaffen. Außerdem haben die bekannten.DC-Platten wegen des Glasträgers ein hohes Gewicht, sind sperrig, zerbrechlich und daher nur sehr schwer zu transportieren, zumal die Adsorbensschicht leicht abfällt.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Platte für die chromatographische Dünnschichtanalyse zu entwickeln, welche die Nachteile der bekannten DC-Platten nicht besitzt und insbesondere den Vorteil hat, lange und ohne Schwierigkeiten aufbewahrt und transportiert werden zu können, ohne daß die Adsorbensschicht sich vom Träger löst oder beschädigt werden kann. Insbesondere sollte eine DC-Platte bereitgestellt werden, die von einem Hersteller in stets gleichbleibender Qualität hergestellt und dem Verbraucher in die Hand gegeben werden kann. Es sollte eine DC-Platte geschaffen werden, die sich so leicht handhaben läßt, wie ein Trennmaterial für die Papierchromatographie und doch die für die Dünnschichtanalyse bekannte Trennqualität ermöglicht.

Der Erfindung lag die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß die gestellte Aufgabe in einfacher Weise dadurch gelöst werden kann, daß der Träger aus einem flexiblen Kunststoff besteht und daß der Gehalt an Bindemittel 4,5 bis 65 Gewichtsprozent

ίο beträgt.

Die Tatsache, daß die an sich bereits bekannten Adsorbenzien mit einem aus einem aus einer hydrophilen Polyvinylverbindung bestehenden Bindemittel in einer derart großen Menge kombiniert werden können, ohne daß die chromatographisch aktiven Adsorptionszentren des Adsorbens dadurch vergiftet werden, war nicht vorauszusehen und muß als überraschend bezeichnet werden. Überraschenderweise bilden die erfindungsgemäß verwendeten Mischungen aus Bindemittel und Adsorbens dünne Schichten, die in hervorragender Weise chromatographisch aktiv sind und gleichzeitig fest auf dem Träger haften. Da die aus dem hydrophilen Bindemittel und dem Adsorbens bestehenden Adsorbensschichten fest auf den verschiedensten Trägern haften und abriebfest sind, ist es nicht mehr erforderlich, als Träger die sperrigen und nicht immer leicht zu handhabenden Glasplatten zu verwenden. Erfindungsgemäß ist es vielmehr möglich, als Träger flexible Kunststoffträger aus den verschiedensten Polymeren zu verwenden.

Es war insbesondere überraschend, daß trotz Zugabe solch großer Mengen an hydrophilem Bindemittel zu dem Adsorbens dieses in Form dünner, fest haftender, hochaktiver Schichten auf flexible Kunststoff träger, aufgetragen werden kann.

Mit Hilfe der Erfindung ist es erstmals möglich, vorgefertigte DC-Platten mit reproduzierbaren, standardisierten Eigenschaften herzustellen, die leicht, lange haltbar und gut transportabel sind. Sie sind außerdem biegsam, so daß sie auch in der sogenannten »Evaporographie« eingesetzt werden können, und die Adsorbensschicht haftet fest an dem flexiblen Kunststoffträger.

Zur Herstellung der DC-Platten der Erfindung sind die verschiedensten aus hydrophilen Polymeren bestehenden Bindemittel geeignet. Sie können unter Berücksichtigung der bei der Dünnschichtanalyse verwendeten Eluierungslösungsmittel, in denen sie unlöslich sein sollen, ausgewählt werden. Je nach der Art des verwendeten Eluierungsmittels, das aus den verschiedensten organischen Lösungsmitteln, jedoch auch aus Wasser bestehen kann, können die verschiedensten, aus einem hydrophilen Polymeren bestehenden Bindemittel verwendet werden.

Selbstverständlich soll auch der Träger gegenüber dem Eluierungsmittel inert sein und soll die chromatographische Aktivität der Adsorbensschicht nicht beeinflussen.

Als Trägermaterialien kommen beispielsweise dimensionsstabile Polyester, wie beispielsweise PoIy-. äthylenterephthalat, Vinylfolien, Polyolefinfolien, Cellulosefolien und Polyamidfolien in Frage.

Als Adsorbenzien können alle bekannten herkömmlichen Verbindungen verwendet werden, beispielsweise Aluminiumoxyd, Silicagel, Kieselgur, Polyamidpulver und Cellulosepulver. Den Schichten können auch die bei den herkömmlichen DC-Platten zugegebenen Additive, wie beispielsweise Phosphor oder

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fluoreszierende Verbindungen oder komplexbildende Die Herstellung der DC-Platten der Erfindung kann

Verbindungen, zugesetzt werden. '■ in einfacher Weise durch Beschichtung eines flexiblen

So kann die Adsorbensschicht beispielsweise etwas KunststoSträgers nach üblichen Beschichtungsverfah-Silbernitrat enthalten, welches mit olefinischen Grup- ren erfolgen. Die Adsorbens-Bindemittel-Mischung pen schwache Komplexe bildet und durch Einverlei- 5 kann auf einen Träger beispielsweise mittels eines Beben in die Adsorbensschicht die Trennung olefi- Schichtungsmessers, mittels eines Luftmessers, mit nischer Gruppen erleichtert. Hilfe von Beschichtungswalzen oder mittels eines Be-

Bei Verwendung von Silbernitrat in der Adsorbens- Schichtungstrichters aufgetragen werden,
schicht ist man bisher so vorgegangen, daß das Silber- Die Vorzüge einer DC-Platte der Erfindung ergeben nitrat der Aufschlämmung des Adsorbens vor der Be- io sich beispielsweise aus den Ergebnissen eines Streichschichtung zugesetzt wurde. Diese Verfahrensweise tests mit einer Kamelhaarbürste. Dieser Test besteht besitzt den Nachteil, daß sich an ..den Händen des im einfachen Überbürsten einer DC-Platte mit einer Herstellers leicht metallisches Silber abscheidet und Kamelhaarbürste, und zwar mit 50 Strichen. Wird daß die normalerweise bereits leicht pulvrige Adsor- eine übliche Platte für die chromatographische Dünnbensschicht noch pulvriger wird und noch leichter 15 schichtanalyse, bestehend aus einer Glasplatte mit vom Träger abfällt als das kein Silbernitrat enthal- einer dünnen Adsorbensschicht,' 50mal mit einer Katende Adsorbenspulver. melhaarbürste überstrichen, so wird die Adsorbens-

Bei der Herstellung einer solchen DC-Platte unter schicht vollständig entfernt. Gewöhnlich reichen

Verwendung einer erfindungsgemäßen DC-Platte 1 oder 2 Striche aus, um die Schicht zu entfernen,

kann man demgegenüber derart verfahren, daß man 20 Bei der DC-Platte der Erfindung läßt sich die Adsor-

die bereits an sich fertige DC-Platte, bestehend aus bensschicht durch 50 Striche nicht entfernen,

dem Träger und der bindemittelhaltigen Adsorbens- In Fig. 1 ist eine DC-Platte der Erfindung im

Schicht, einfach in eine alkoholische Silbernitratlösung Schnitt dargestellt. Sie besteht aus einer Adsorbens-

eintaucht und vor der Verwendung trocknet. Die schicht 1 und einem inerten Träger 2.

Einarbeitung des Silbernitrats auf diese Weise be- 25 Fig. 2 veranschaulicht die Geschwindigkeit der

einflußt die physikalische Struktur der Adsorbens- Lösungsmittelwandung im Falle von Methanol in cm

schicht in keiner Weise. pro Minute für sowohl eine bindemittelfreie Platte

Obgleich nicht notwendig, kann die DC-Platte der als auch für eine bindemittelenthaltende Platte gemäß

Erfindung vor ihrer Verwendung in bekannter Weise der Erfindung. Die gestrichelte Linie bezieht sich

durch Erhitzen aktiviert werden. Die DC-Platte der 30 dabei auf die bindemittelenthaltende DC-Platte der

Erfindung reagiert auf eine Erhitzung, beispielsweise Erfindung, während sich die ausgezogene Linie auf

1 Stunde lang auf 110° C, in der gleichen Weise, wie eine bindemittelfreie Platte bezieht,

eine bindemittelfreie Platte. Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher

Das zur Herstellung der Adsorbensschicht der veranschaulichen.

DC-Platte der Erfindung verwendete hydrophile 35 Ti " " 1 1

Bindemittel soll in dem Eluierungsmittel, das bei der "

chromatographischen Entwicklung verwendet wird, 160 g Silicagel, 245 ml Methylisobutylketon, 10 g unlöslich sein. Vorzugsweise soll das Bindemittel die Polyvinylbutyral mit einem durchschnittlichen Mole-Adsorptionsoberfläche nicht vollständig bedecken. Im kulargewicht von 50 000 mit 9 bis 13 % Polyvinylübrigen soll das Bindemittel nach Möglichkeit gut am 40 alkohol und 3 ml einer Kunststoffmischung, enthal-Träger haften, so daß eine feste Verbindung herbei- tend 43,8% Harnstoff, 41,2% Formaldehyd und 15% geführt wird. Gegebenenfalls kann zwischen Träger Butylalkohol, wurden in einem Mischer gründlich und Adsorbensschicht eine Zwischenschicht angeord- miteinander vermischt. Die erhaltene Dispersion net sein, welche eine stärkere Bindung der Adsorbens- wurde dann in Form einer dünnen Schicht auf eine schicht an den Träger begünstigt. 45 Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen und trock-

AIs Bindemittel für die Adsorbensschicht eignen nen gelassen. Die dabei erhaltene DC-Platte eignet

sich insbesondere hydrophile Polymere, wie beispiels- sich vorzüglich zur Trennung der Bestandteile einer

weise Polyvinylalkohol, Gelatine-Polyvinylalkohol- Testmischung, die aus einem roten, einem gelben und

Mischungen und Gelatinederivate, Cellulosederivate, einem blauen Farbstoff bestand. Verwendet wurde

wie etwa Caboxymethylhydroxylcellulose, wärmehärt- 50 eine Testmischung, die 0,01 Gewichtsprozent 4-Di-

bare Polymere, wie beispielsweise Melamin-Formal- methylaminoazobenzol, Indophenol und Sudanrot G

dehyd-Harze, Polyvinylformalharze, Polyvinyl- in einem benzolischen Lösungsmittel enthielt. Die

acetalharze, Polyvinylbutyralharze, Harnstoff-Formal- Trennung der Farbstoffe erfolgte mit Hilfe von ChIo-

dehydharze, Polyisocyanatharze, Polyhydroxyäther- roform als Entwicklerlösungsmittel. Die Entwicklung

harze, Epoxyharze und andere härtbare Harze und 55 war nach 4 Minuten beendet.

Mischungen hiervon, sowohl in Form von Emulsio- . .

nen wie auch in Form von Nichtemulsionen. Beispiel2

Ein besonders geeignetes Bindemittel, das sich ins- 130 g eines pulverförmigen Polyamids 260 ml Mebesondere bei Verwendung organischer Eluierungs- thylisobutylketon, 13 g Polyvinylbutyral mit einem mittel eignet, ist Polyvinylalkohol. Bei Verwendung 60 durchschnittlichen Molekulargewicht von 50 000 und von Polyvinylalkohol werden besonders gute Ergeb- 9 bis 13 % Polyvinylalkohol sowie 7 ml einer Harznisse dann erhalten, wenn der Polyvinylalkohol in mischung, bestehend aus 43,8% Harnstoff, 41,2% einer Menge von etwa bis zu 16 Gewichtsprozent in Formaldehyd und 15% Butylalkohol, wurden gründder Adsorbensschicht, vorzugsweise mit Silicagel als lieh miteinander vermischt und auf eine Polyäthylen-Adsorbens, vorliegt. Jedoch auch mit größeren Poly- 65 terephthalatfolie aufgetragen. Die Beschichtung haftet vinylalkoholmengen lassen sich ausgezeichnete Er- fest auf dem Träger und war ausgezeichnet abriebfest, gebnisse erhalten. Lediglich die Entwicklungsgeschwin- Nach Festwerden der Schicht ließ sich mit der dabei digkeit wird dann etwas geringer. erhaltenen DC-Platte die im Beispiel 1 beschriebene

Testmischung in ausgezeichneter Weise trennen. Als Entwickler wurde Methanol verwendet. Die Entwicklungszeit betrug etwa 10 Minuten.

B eispiel 3

50 g eines normalen, unsubstituierten Celluloseadsorbens, 10 g Polyvinylalkohol und 300 ml Wasser wurden gründlich miteinander vermischt und auf eine Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen. Die Beschichtung wurde auftrocknen gelassen, worauf eine Mischung aus zwei Farbstoffen, einem roten und einem blauen Lebensmittelfarbstoff, mittels Methanol als Eluierungsmittel innerhalb von 4 Minuten getrennt werden konnte.

Beispiel 4

90 g Silicagel, 5 g Polyvinylalkohol und 235 ml Wasser wurden gründlich miteinander vermischt und auf eine Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen. Die Mischung wurde auftrocknen gelassen, worauf die im Beispiel 1 beschriebene Testmischung mit der dabei erhaltenen DC-Platte unter Verwendung von Chloroform als Entwicklungslösungsmittel innerhalb von 4 Minuten getrennt wurde.

25 Beispiel 5

57 g Silicagel, 11,4 g Polyvinylalkohol, 2,5 ml n-Butanol und 165 g destilliertes Wasser wurden gründlich miteinander vermischt und auf eine Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen. Nach dem Auftrocknen wurde die dabei erhaltene DC-Platte zur Trennung der im Beispiel 1 beschriebenen Farbstoffmischung verwendet. Die Mischung wurde mit Hilfe von Chloroform als Entwicklungslösungsmittel innerhalb von 4 Minuten getrennt.

Beispiel 6

57 g Silicagel, 19 g Polyvinylalkohol, 2,5 ml n-Butanol und 165 g Wasser wurden gründlich miteinander vermischt und auf eine Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen. Nach dem Auftrocknen der Beschichtungsmischung wurde die dabei erhaltene DC-Platte zur Trennung der im Beispiel 1 beschriebenen Farbstoffmischung verwendet. Als Eluierungsmittel wurde Chloroform verwendet. Die Mischung wurde innerhalb von 4 Minuten getrennt. Die Trennung war nicht ganz so scharf wie die gemäß Beispielen 4 und 5, jedoch noch ausgezeichnet.

Beispiel 7

100 g Aluminiumoxyd, 5 g Polyvinylalkohol und 110 g Wasser wurden gründlich miteinander vermischt und auf eine Polyäthylenterephthalatfolie in der im Beispiel 4 beschriebenen Weise aufgetragen. Die dabei erhaltene DC-Platte wurde zur Trennung der im Beispiel 1 beschriebenen Farbstoffmischung verwendet. Unter Verwendung von Toluol als Entwicklungslösungsmittel wurde eine ausgezeichnete Trennung der Farbstoffe innerhalb von 4 Minuten erzielt.

Beispiel 8 (Vergleichsbeispiel)

23 g Silicagel, 0,75 g Polyvinylalkohol und 29 g Wasser wurden gründlich miteinander vermischt und in der im Beispiel 4 beschriebenen Weise auf eine Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen. Die dabei erhaltene DC-Platte besaß in etwa die gleiche chromatographische Aktivität wie die im Beispiel 4 beschriebene DC-Platte, jedoch war die Adsorbensschicht pulvrig und blieb auf dem Träger nicht haften.

Die in den Beispielen 1 bis 8 beschriebenen chromatographischen DC-Platten wurden 50mal mit einer Kamelhaarbürste überstrichen. Die DC-Platten der Beispiele 1 bis 7 blieben dabei unverändert, d. h., die Adsorbensschicht blieb auf dem Träger haften. Die Adsorbensschicht der im Beispiel 8 beschriebenen DC-Platte wurde demgegenüber vollständig vom Träger abgestrichen.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung einer chromatographischen Platte für die Dünnschichtanalyse in reproduzierbarer Form. Des weiteren ermöglicht die Erfindung die Herstellung einer Platte für die chromatographische Dünnschichtanalyse, die leicht gehandhabt, aufbewahrt und transportiert werden kann. Die erfindungsgemäße DC-Platte behält dabei alle die bekannten Vorteile der bisher üblichen, Glasplatten als Träger enthaltenden, bindemittelfreien DC-Platten bei. Die DC-Platte der Erfindung besitzt des weiteren eine ebenso gute chromatographische Aktivität wie die bekannten bindemittelfreien DC-Platten, ohne daß die Adsorbensschicht leicht von der Trägeroberfläche abgewischt werden kann.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dünnschichtchromatographieplatte, bestehend aus einem Träger und einem eine hydrophile Polyvinylverbindung als Bindemittel enthaltenden Adsorbens, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus einem flexiblen Kunststoff besteht und daß der Gehalt an Bindemittel 4,5 bis 65 Gewichtsprozent beträgt.

2. Dünnschichtchromatographieplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus Polyvinylalkohol besteht.

3. Dünnschichtchromatographieplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus Polyvinylbutyral besteht.

4. Dünnschichtchromatographieplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus mit einem Harnstoff-Formaldehydharz modifiziertem Polyvinylbutyral besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen