Dünnschichtchromatographie

Das zu untersuchende Stoffgemisch wird in einem Laufmittel (mobile Phase) gelöst. Die so entstandene Lösung steigt angetrieben von Kapillarkräften durch die Poren und Zwischenräume eines feinkörnigen Materials (stationäre Phase) von unten nach oben. Die verschiedenen Substanzen werden abhängig von ihren chemischen Eigenschaften solange mittransportiert, bis sie von der stationären Phase abgebremst werden. Dadurch trennt sich das Stoffgemisch auf und kann analysiert werden.

Die Dünnschichtchromatographie ist schnell, hat eine hohe Trennleistung und einen geringen Substanzbedarf. Sie bietet den Vorteil eines relativ geringen apparativen Aufwands und wird zum Beispiel zur Überprüfung der Reinheit einer Substanz oder zur Überprüfung ihrer Identität eingesetzt.

Die zu analysierenden Teilchen verteilen sich dabei auf zwei Phasen in einem charakteristischen Verhältnis. Das entstehende dynamische Gleichgewicht wird durch Bewegung einer mobilen gegen eine stationäre Phase als Geschwindigkeitsunterschied dargestellt. Die Laufstrecke einer bestimmten Teilchensorte entspricht dem Produkt der Geschwindigkeit der mobilen Phase mit dem Zeitanteil, den die Teilchen in der mobilen Phase verbringen.

Die stationäre Phase besteht aus einer dünnen Schicht eines sehr feinkörnigen Materials (z.B. Kieselgel, Kieselgur, Aluminiumoxid, Cellulose oder Polyamid). Die Trennschicht ist dabei auf einer Trägerfolie bzw. -platte aus Kunststoff oder Glas aufgetragen.

Bei Verwendung von Kieselgel wird auch von einer Normalphasen-DC gesprochen.

Für die mobile Phase wird in der Normalphasen-DC ein Gemisch aus unpolaren organischen Lösungsmitteln und mäßig polaren Lösungsmitteln verwendet.

Je nach Polarität können die Lösungsmittel unterschiedlich stark die zu analysierenden Moleküle von der stationären in die mobile Phase überführen. Dies wird auch als Elutionskraft bezeichnet. Sie ist umso höher, wenn die Polarität ähnlich der der stationären Phase ist. Die elutrope Reihe ordnet Lösungsmittel nach aufsteigender Elutionskraft, beginnend bei n-Pentan bis hin zu Methanol, Essigsäure und Wasser.

Die Detektion der zu untersuchenden Stoffe erfolgt je nach verwendeter DC-Platte und vermutetem Stoff durch UV-Licht oder Färbereagenzien:

• UV-Licht: Die Substanzflecken fluoreszieren entweder selber (Eigenfluoreszens) oder löschen die Fluoreszenz der zum fluoreszieren gebrachten Platte (Fluoreszenslöschung).
• Färbereagenzien: Des Weiteren gibt es verschiedene Anfärbemethoden für die unterschiedlichen Wirkstoffgruppen (z.B. Dragendorff-, Zwikker- und Ehrlich-Reagenz). Hierbei werden spezifische funktionelle Gruppen von Stoffen genutzt, um ein farbiges Reaktionsprodukt zu erzeugen.

Die Auswertung kann auf verschiedenen Wegen erfolgen. Häufig basiert sie auf der Analyse des Retentionsfaktors R_f: Dabei handelt es sich um das Verhältnis zwischen Laufstrecke der Substanz S zur Laufstrecke des Lauf- bzw. Lösungsmittels L:

• R_f = S/L

Der R_f-Wert ist stoffspezifisch. Unter nicht standardisierten Bedingungen ist er jedoch unsicher, da er durch zahlreiche Parameter beeinflusst werden kann. Deshalb wird der qualitative Nachweis einer Substanz oft durch die Parallelprüfung mit entsprechenden Vergleichssubstanzen erbracht.

Die Auswertung kann auch auf Basis einer Farbreaktion erfolgen. Diese Methode eignet sich nur, wenn wenige Stoffe zur Wahl stehen, die vermutet werden. Wie oben beschrieben weisen die Farbreagenzien nur chemische Gruppen nach und sind somit nicht stoffspezifisch.

Weiterentwicklungen, zum Beispiel die Hochleistungsdünnschichtchromatographie (HPTLC), ermöglichen auch eine Kopplung der DC mit der Massenspektrometrie.

siehe auch: Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie, Größenausschluss-Chromatographie, Ionenaustauschchromatographie, Affinitätschromatographie