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棒狀薄層色譜/氫火焰離子化檢測器簡稱 TLC/FID，它是將薄層色譜分離 ( TLC) 技術(shù)與氫火焰離子化檢測器 ( FID) 技術(shù)結(jié)合起來的一種組成分析儀器。TLC/FID 技術(shù)源于 1976 年英國的 Padley 發(fā)明的棒狀薄層色譜/氫火焰掃描法, 隨后日本的雅特隆公司生產(chǎn)了 TH-10 型棒狀薄層色譜掃描儀。它取代了傳統(tǒng)的吸附柱色譜法, 使組成分析實(shí)現(xiàn)了微量化、快速化、儀器化。它用表面涂有硅膠的石英棒代替了長的玻璃吸附柱進(jìn)行分離, 用氫火焰離子化檢測器代替了高效液相色譜( HPLC) 的紫外、示差折光檢測器進(jìn)行檢測, 既克服了氣相色譜 ( GC) 不能分離難揮發(fā)組分的缺點(diǎn), 又解決了高效液相色譜 ( HPLC) 定量困難的問題。
TLC/FID 的工作原理
將稀釋過的樣品試液點(diǎn)在專用的色譜棒上, 經(jīng)合適溶劑展開使樣品在色譜棒上得到有效分離。展開劑除去后將此色譜棒通過適當(dāng)?shù)臋C(jī)械傳動裝置, 水平地
穿過檢測氫火焰的中心, 使化合物燃燒裂解, 形成離子碎片和自由電子, 再由電極收集它們并產(chǎn)生與化合物量成正比的電流信號而測出各物質(zhì)的含量。儀器裝置的示意圖如圖 1 所示。
TLC/FID 的應(yīng)用
1. TLC/FID 在石油化工等領(lǐng)域的應(yīng)用
20 世紀(jì) 80 年代, 國內(nèi)外陸續(xù)將 TLC/FID 應(yīng)用到石油烴組成分析中。國外首先將其應(yīng)用于石油工業(yè), 分析重油的烴族組成, 為工藝選擇適宜的原料配比、調(diào)整工藝條件、提高裝置的處理能力和產(chǎn)品產(chǎn)率提供必圖 1 棒狀薄層色譜/氫火焰離子檢測器工作示意圖棒狀薄層色譜/氫火焰離子化檢測器( TLC/FID) 在脂質(zhì)分析中的應(yīng)用
【關(guān)鍵詞】棒狀薄層色譜/ 氫火焰離子化檢測器 ( TLC/ FID) ; 脂質(zhì); 脂肪酸; 甘三酯; 簡單脂質(zhì);要的依據(jù)。國內(nèi)有許多石油科技工作者嘗試使用 TLC/
FID 對重油烴類組分進(jìn)行了分析, 因?yàn)檫@種色譜分析方法發(fā)展較晚, 對它的各方面影響因素還不是太明確,國內(nèi)已發(fā)表多篇論文對使用 TLC/FID 分析重油烴類組分時(shí)的影響因素, 如氫氣流量、空氣流量、掃描速度、色譜棒活性、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、點(diǎn)樣量、峰面積損 失 、 相 對 校 正 因 子 等 方 面 做 了 比 較 詳 盡 的 探 討 。
TLC/FID 在石油化工領(lǐng)域已有廣泛的應(yīng)用。TLC/FID 作為一種分離分析手段, 也廣泛應(yīng)用于糖類、有機(jī)高分子、醫(yī)藥、農(nóng)學(xué)等領(lǐng)域。
2. TLC/FID 在脂質(zhì)分析領(lǐng)域的應(yīng)用
油脂是復(fù)雜的混合物包括甘三酯、脂肪酸、甘二酯、甘一酯、蠟、甾醇、維生素和復(fù)雜脂質(zhì)等。通過改變展開劑, 應(yīng)用薄層色譜 ( TLC) 均可以對其較好地分離。在日常分析中, TLC 的應(yīng)用最為普遍, 但由于其難于定量, 只能作為定量分析的一種輔助手段, 從而限制了它的進(jìn)一步使用。TLC 和 FID 的結(jié)合, 使混合物不需要復(fù)雜的預(yù)處理就可以直接進(jìn)行定量分析,克服了 TLC 難于定量的難題, 把它的普及應(yīng)用向前推進(jìn)了一大步。
現(xiàn)有檢測油脂酸值的方法, 如中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)、AOCS IUPAC 等標(biāo)準(zhǔn)檢測方法, 使用的都是酸堿滴定法。它們所測定的是油脂中的游離酸含量, 如果油脂中含有較多酸性物質(zhì) ( 如磷脂) , 使游離脂肪酸的測定值升高。對這類油脂使用 TLC/FID 可測定出油脂中真實(shí)游離脂肪酸含量。而且根據(jù)碳鏈長度和不飽和度的不同, 利用 TLC/FID 可以對不同種類的脂肪酸進(jìn)行分析;Ag NO3處理的色譜棒, 還能分析脂肪酸的同分異構(gòu)體。這種分析方法不僅能分析脂肪酸單體, 還能對脂肪酸的聚合物進(jìn)行分析, 且積分響應(yīng)值與準(zhǔn)確含量具有很好的線性相關(guān)性; 測定結(jié)果與經(jīng)典的氣相分析結(jié)果吻合較好。它相比于氣相色譜, 分析速度快, 省去了對樣品的復(fù)雜的前處理工序 。
酯交換是常用的油脂改性技術(shù), 如何檢測酯交換反應(yīng)是否發(fā)生以及酯交換進(jìn)行的程度一直是油脂領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。經(jīng)典分析方法是應(yīng)用薄層色譜 ( TLC) 對反應(yīng)物進(jìn)行分離, 然后用氣相色譜分析各部分的脂肪酸組成和相對含量, 進(jìn)而判斷反應(yīng)情況。但這種檢測方法需要對反應(yīng)物進(jìn)行復(fù)雜的處理, 結(jié)果準(zhǔn)確但繁瑣費(fèi)時(shí)。Freedman 等人在分析植物油酯交換的產(chǎn)物組成時(shí), 利用 TLC/FID 成功地分離出甲酯、甘三酯、甘二酯、甘一酯組分, 并對這些成分進(jìn)行定量, 測定結(jié)果與氣相色譜測定結(jié)果相比, 主要成分相對平均偏差小于 2%。甘油解生產(chǎn)重要的食品乳化劑———甘一酯時(shí),常用氣象色譜檢測生產(chǎn)過程中的組分變化, 需要對樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理, 工作量大而且不能及時(shí)測得組分變化。Gerald 等人將 TLC/FID 應(yīng)用于酶催化甘油解甘三酯生產(chǎn)甘一酯的研究, 詳細(xì)地探討了反應(yīng)體系中甘三酯、1,3- 甘二酯、1,2- 甘二酯、甘一酯和游離脂肪酸隨反應(yīng)時(shí)間的變化。TLC/FID 還可方便的應(yīng)用于酶催
化合成甘三酯的選擇性研究, 考察各種因素對合成的影響。研究表明, TLC/FID 可以作為酯交換過程監(jiān)測的簡單有效的控制手段。
TLC/FID 在復(fù)雜脂質(zhì)的分析中也有很廣泛的應(yīng)用。在高溫煎炸過程中, 油脂容易發(fā)生氧化和聚合反應(yīng),產(chǎn)生一些對人體有害的物質(zhì)。應(yīng)用 TLC/FID 可以對油脂中氧化、聚合甘三酯含量進(jìn)行分離分析, 與其他分析方法結(jié)合可以方便地研究深度煎炸油脂及煎炸食品對人體的代謝影響。復(fù)雜脂質(zhì)的劣變是導(dǎo)致肉制品產(chǎn)生異味的原因之一, 在檢測這些物質(zhì)的變化對肉制品品質(zhì)的影響時(shí), 不能破壞它的結(jié)構(gòu)組成, 這限制了其他檢測手段的應(yīng)用。TLC/FID 能實(shí)現(xiàn)中性脂質(zhì)與極性脂質(zhì) ( 主要是磷脂) 的較好分離, 并能對極性脂質(zhì)的組成進(jìn)行分離分析, 分析結(jié)果重現(xiàn)性好; 樣品含量與峰面積線性相關(guān)良好。研究表明 TLC/FID 可以作為分析復(fù)雜脂質(zhì)的有效手段進(jìn)行使用。
LC/FID 在油脂化工方面也有廣泛的應(yīng)用, 它可用來分析低聚聚氧乙烯型非離子表面活性劑, 其分析結(jié)果與氣相色譜、高效液相色譜測定結(jié)果吻合較好, 并且操作簡便、分析速度快。用它還可以分離分析多聚蔗糖酯及多聚蔗糖酯和甘三酯的混合物, 檢測結(jié)果和高效液相反相色譜、高效排阻色譜 ( HPSEC) 測定結(jié)果相一致。
作為一種成熟的分離分析儀器, 靈敏度、重現(xiàn)性等影響因素值得探討。很多研究者詳細(xì)地探討了溶劑、點(diǎn)樣量、干燥條件、掃描速度、色譜柱的環(huán)境濕度、氫氣流速、展開劑極性等對脂質(zhì)成分分離分析的影響,從而使這一分析技術(shù)逐漸成熟并成功應(yīng)用于脂質(zhì)分析領(lǐng)域。TLC/FID 作為一種*定性定量分析手段具有很高的靈敏度, 它與氣相色譜、反相高效液相色譜、高效排阻色譜 ( HPSEC) 和柱色譜的測定結(jié)果有很好的一致性。
3 結(jié)論
薄層色譜棒狀薄層色譜/氫火焰離子化檢測器 ( TLC/FID) 是一種高效的分離分析檢測儀器, 良好的分離和準(zhǔn)確定量功能使它成為一種非常有效的分析手段。相比于其他分析方法, 它具有如下特點(diǎn):
( 1) 分離效果好, 分析精度高, 分離效果與薄層色譜基本一致; 分析精度與經(jīng)典氣相色譜分析吻合好。
( 2) 直接采用面積歸一法, 簡化了計(jì)算程序。
( 3) 采用微量試樣, 便可快速簡便地進(jìn)行脂質(zhì)成分分析。
( 4) 節(jié)省大量時(shí)間。TLC/FID 法分析一個(gè)樣品大約需要 40min, 相對于其他分析方法可節(jié)約大量時(shí)間; 并且多個(gè)樣品能同時(shí)分析, 一次最多可分析 10 個(gè)樣品。
( 5) 對試樣前處理簡單。相比于氣相色譜, TLC/FID 省去了對樣品進(jìn)行衍生化的復(fù)雜處理, 只需要把微量試樣溶液點(diǎn)在色譜棒上展開后即可檢測。當(dāng)然對于該方法的分析數(shù)據(jù)僅僅是面積歸一化的結(jié)果, 要想得到真實(shí)的質(zhì)量百分比則需要進(jìn)行多個(gè)標(biāo)樣的 TLC/FID 分析, 并進(jìn)行響應(yīng)因子的測定而達(dá)到定量目的。