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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) 技術與氫火焰離子化檢測器 ( FID) 技術結合起來的一種組成分析儀器。TLC/FID 技術源于 1976 年英國的 Padley 發明的棒狀薄層色譜/氫火焰掃描法, 隨后日本的雅特隆公司生產了 TH-10 型棒狀薄層色譜掃描儀。它取代了傳統的吸附柱色譜法, 使組成分析實現了微量化、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、示差折光檢測器進行檢測, 既克服了氣相色譜 ( GC) 不能分離難揮發組分的缺點, 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在專用的色譜棒上, 經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的機械傳動裝置, 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生與化合物量成正比的電流信號而測出各物質的含量。儀器裝置的示意圖如圖 1 所示。
TLC/FID 的應用
1. TLC/FID 在石油化工等領域的應用
20 世紀 80 年代, 國內外陸續將 TLC/FID 應用到石油烴組成分析中。國外首先將其應用于石油工業, 分析重油的烴族組成, 為工藝選擇適宜的原料配比、調整工藝條件、提高裝置的處理能力和產品產率提供必圖 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) 在脂質分析中的應用
【關鍵詞】棒狀薄層色譜/ 氫火焰離子化檢測器 ( TLC/ FID) ; 脂質; 脂肪酸; 甘三酯; 簡單脂質;要的依據。國內有許多石油科技工作者嘗試使用 TLC/
FID 對重油烴類組分進行了分析, 因為這種色譜分析方法發展較晚, 對它的各方面影響因素還不是太明確,國內已發表多篇論文對使用 TLC/FID 分析重油烴類組分時的影響因素, 如氫氣流量、空氣流量、掃描速度、色譜棒活性、環境溫度、環境濕度、點樣量、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 在石油化工領域已有廣泛的應用。TLC/FID 作為一種分離分析手段, 也廣泛應用于糖類、有機高分子、醫藥、農學等領域。
2. TLC/FID 在脂質分析領域的應用
油脂是復雜的混合物包括甘三酯、脂肪酸、甘二酯、甘一酯、蠟、甾醇、維生素和復雜脂質等。通過改變展開劑, 應用薄層色譜 ( 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, 從而限制了它的進一步使用。TLC 和 FID 的結合, 使混合物不需要復雜的預處理就可以直接進行定量分析,克服了 TLC 難于定量的難題, 把它的普及應用向前推進了一大步。
現有檢測油脂酸值的方法, 如中華人民共和國國家標準、AOCS IUPAC 等標準檢測方法, 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 ( 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游離脂肪酸含量。而且根據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行分析;Ag NO3處理的色譜棒, 還能分析脂肪酸的同分異構體。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行分析, 且積分響應值與準確含量具有很好的線性相關性; 測定結果與經典的氣相分析結果吻合較好。它相比于氣相色譜, 分析速度快, 省去了對樣品的復雜的前處理工序 。
酯交換是常用的油脂改性技術, 如何檢測酯交換反應是否發生以及酯交換進行的程度一直是油脂領域的研究熱點。經典分析方法是應用薄層色譜 ( TLC) 對反應物進行分離, 然后用氣相色譜分析各部分的脂肪酸組成和相對含量, 進而判斷反應情況。但這種檢測方法需要對反應物進行復雜的處理, 結果準確但繁瑣費時。Freedman 等人在分析植物油酯交換的產物組成時, 利用 TLC/FID 成功地分離出甲酯、甘三酯、甘二酯、甘一酯組分, 并對這些成分進行定量, 測定結果與氣相色譜測定結果相比, 主要成分相對平均偏差小于 2%。甘油解生產重要的食品乳化劑———甘一酯時,常用氣象色譜檢測生產過程中的組分變化, 需要對樣品進行復雜的前處理, 工作量大而且不能及時測得組分變化。Gerald 等人將 TLC/FID 應用于酶催化甘油解甘三酯生產甘一酯的研究, 詳細地探討了反應體系中甘三酯、1,3- 甘二酯、1,2- 甘二酯、甘一酯和游離脂肪酸隨反應時間的變化。TLC/FID 還可方便的應用于酶催
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測的簡單有效的控制手段。
TLC/FID 在復雜脂質的分析中也有很廣泛的應用。在高溫煎炸過程中, 油脂容易發生氧化和聚合反應,產生一些對人體有害的物質。應用 TLC/FID 可以對油脂中氧化、聚合甘三酯含量進行分離分析, 與其他分析方法結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。復雜脂質的劣變是導致肉制品產生異味的原因之一, 在檢測這些物質的變化對肉制品品質的影響時, 不能破壞它的結構組成, 這限制了其他檢測手段的應用。TLC/FID 能實現中性脂質與極性脂質 ( 主要是磷脂) 的較好分離, 并能對極性脂質的組成進行分離分析, 分析結果重現性好; 樣品含量與峰面積線性相關良好。研究表明 TLC/FID 可以作為分析復雜脂質的有效手段進行使用。
LC/FID 在油脂化工方面也有廣泛的應用, 它可用來分析低聚聚氧乙烯型非離子表面活性劑, 其分析結果與氣相色譜、高效液相色譜測定結果吻合較好, 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, 檢測結果和高效液相反相色譜、高效排阻色譜 ( HPSEC) 測定結果相一致。
作為一種成熟的分離分析儀器, 靈敏度、重現性等影響因素值得探討。很多研究者詳細地探討了溶劑、點樣量、干燥條件、掃描速度、色譜柱的環境濕度、氫氣流速、展開劑極性等對脂質成分分離分析的影響,從而使這一分析技術逐漸成熟并成功應用于脂質分析領域。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) 和柱色譜的測定結果有很好的一致性。
3 結論
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:
( 1) 分離效果好, 分析精度高, 分離效果與薄層色譜基本一致; 分析精度與經典氣相色譜分析吻合好。
( 2) 直接采用面積歸一法, 簡化了計算程序。
( 3) 采用微量試樣, 便可快速簡便地進行脂質成分分析。
( 4) 節省大量時間。TLC/FID 法分析一個樣品大約需要 40min, 相對于其他分析方法可節約大量時間; 并且多個樣品能同時分析, 一次最多可分析 10 個樣品。
( 5) 對試樣前處理簡單。相比于氣相色譜, TLC/FID 省去了對樣品進行衍生化的復雜處理, 只需要把微量試樣溶液點在色譜棒上展開后即可檢測。當然對于該方法的分析數據僅僅是面積歸一化的結果, 要想得到真實的質量百分比則需要進行多個標樣的 TLC/FID 分析, 并進行響應因子的測定而達到定量目的。