Dünnschichtchromatographie

Unter Chromatographie versteht man eine Reihe von Analysentechniken zum Trennen von Stoffgemischen. Allen chromatographischen Techniken ist gemeinsam dass unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften die Laufzeit eines Stoffes durch ein Medium beinflussen. Durch die unterschiedlichen Laufzeiten können die Stoffe dann unterschieden werden. Einige der heutzutage empfindlichsten Analysentechniken wie HPLC, >Gaschromatographie< und >Elektrophorese< arbeiten nach diesem Verfahren.
Ein sehr einfaches Verfahren für erste Versuche ist die >Papierchromatographie<.

Wie schon der Name sagt findet der Trennvorgang bei der Dünnschichtchromatographie, kurz DC, in einer dünnen Schicht auf einem Trägermaterial statt. Im Gegensatz zum Verfahren mit Papier sind die Schichten feinkörnig und sehr homogen sodass deutlich bessere und reproduzierbare Chromatogramme erhalten werden können.
Diese Platten kann man bei Firmen für chemischen Bedarf kaufen, sind aber nicht billig. Für deutlich weniger Geld bekommt man die Platte bei Ebay.
Meist sind die Platten ziemlich groß, 20x20cm oder auch 10x20cm. Ist das Trägermaterial Glas lassen sie sich mit dem Glasschneider leicht in passende Stücke zerlegen.

Entscheidend für das Gelingen der Chromatographie ist die Wahl der agierenden Stoffe.
Als stationäre Phase werden meist Cellulose (Papier), Kieselgel oder Aluminiumoxid, alles polare Stoffe vewendet. Die mobile Phase richtet sich nach der zu testenden Substanz und wird nach der Polarität ausgewählt. Als Grundstubstanz kann im Hobbybereich unpolares Leichtbenzin verwendet werden. Durch Zugabe eines polaren Alkohols z.B. Isopropylalkohol kann dann die die Laufgeschwindigkeit und der R_F-Wert eingestellt werden.
Der R_F-Wert ist wie im rechten Bild gezeigt das Verhältnis der Position des Substanzflecks zur Laufmittelfront.
Ein Wert im Bereich von 0,5 bis 0,6 ist für eine gute Auflösung anzustreben. Natürlich muß auch die Testsubstanz in der mobilen Phase lösbar sein.

Faustregel: ist der R_F-Wert zu klein muss polares Mittel zugemischt werden, ist er zu groß braucht die Mischung mehr unpolares Mittel

Nicht ganz einfach ist das Aufbringen der Probe auf die Startlinie der Platte. Der Probenfleck sollte klein sein und trotzdem möglichst viel Substanz enthalten. Besonders dünnflüssige Proben verlaufen zu einem größeren Fleck wenn zuviel Material auf einmal aufgetragen wird. So ist es besser kleine Mengen nacheinander aufzutragen. Am besten geschieht das mit einer kleinen Pipette. Solche Mikroliterpipetten kann man kaufen oder einfach selber herstellen indem man ein Glasrohr in der Flame zu einer Spitze auszieht.



mobile Phase: Wasser	mobile Phase: Wasser / Ethanol 50:50

Der erste Test wurde wieder mit Filzschreibern aus geführt. Die Platte war mit Cellulose beschichtet. Man sieht schon dass die Trennung für die einzelnen Farben mit verschiedenen Laufmittel unterschiedlich ausfällt. So wird im Fall von Wasser Blau und Magenta gut getrennt, in der Mischung nicht. Dafür gelingt in der Mischung die Trennung von Rot und Blau besser.Das zeigt wie wichtig es ist, dass das Laufmittel an die zu untersuchenden Stoffe angepasst ist.

>MP4-Film<

Am Besten bereitet man sich Gefäße mit verschiedenen Mischung vor. Zur Aufbewahrung bewähren sich gut verschließbare kleinere Einmachgläser in denen man auch gleich die Chromatogramme machen kann. Der Verfasser stellte folgende Mischungen zusammen.

Benzin

Benzin/ Isopropylalkohol

Benzin/Isopropylalkohol

Isopropylalkohol

Ethylalkohol

Ethylalkol / Wasser

Wasser

100

97:3

50:50

100

50:50

100

<<<<< weniger polar

mehr polar >>>>>

Sehr interessant ist die Chromatographie von Naturfarbstoffen da diese meist aus mehreren Komponenten bestehen.

Ein erster Versuch mit Blattfarbstoff, hergestellt nach dem Rezept in >Papier Chromatographie< war erfolgreich.
Die stationäre Phase auf der Platte bestand aus Celloulose, die mobile Phase war einb Gemisch aus Leichtbenzin und Isopropylalkohol 97:3.
Sechs Komponenten sind isolierbar und eine siebte wird im UVA-Bild ( 365nm) erkennbar.
Neben der roten Fluoreszenz des Chlorophylls ist eine Bande mit starker hellblauer Fluoreszens zu sehen. Die konnte aber noch nicht zu geordnet werden.

	Die Bedeutung einer Fluoreszenz-Aufnahme mit UV-Licht zeigt sich auch am Chromatogram des Saftes der roten Bete. Hier sind zwei Banden zu erkennen die im sichtbaren Bereich nicht zu sehen sind. Das Chromatogramm wurde mit Benzin/Isopropylalkohol- Mischung 100:3 aufgenommen.
Die Lage der beiden Banden entspricht etwa der von Chlorophyll A und Chlorophy B. Auch hier ist wieder die rätselhafte hellbaue Fluoreszenz zu sehen. Der auffällige rote Farbstoff der roten Bete ist weitgehend am Startpunkt geblieben, was für polare Eigenschaften spricht. Um die roten Farbstoffe zu trennen muss deshalb ein anderes Laufmittel gewählt werden. Mit einer Mischung von Ethanol und Wasser 50:50 als Laufmittel können die zwei rote Farbstoffe getrennt werden. Am Startpunkt bleibt nichts zurück.
	noch besser funktioniert die Trennung allerdings mit >Elektrophorese<

Auch bei einem Auszug von Heidelbeerblättern, zum Teil rot und zum Teil noch grün sieht man den Unterschied der Laufmittel. Mit einem wenig polarem Laufmittel werden hauptsächlich die grünen Bestandteile getrennt, die roten bleiben am Startpunkt zurück. Mit einem stark wasserhaltigem Laufmittel werden die roten getrennt und das Chlorophyll bleibt, weil wenig wasserlöslich, am Startpunkt zurück.
	Blaubeerblätter Auszug mit Ethylalkohol stationäre Phase Cellulose, mobile Phase Laufmittel 2
	Blaubeerblätter Auszug mit Ethylalkohol stationäre Phase Cellulose, mobile Phase Laufmittel 6
	Granatapfel Auszug mit Wasser stationäre Phase Cellulose, mobile Phase Laufmittel 6
	Paprikapulver Auszug mit Azeton stationäre Phase Cellulose, mobile Phase Laufmittel 2
	Kurkumapulver Auszug mit Isoprop stationäre Phase Cellulose, mobile Phase Laufmittel 6

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