World Chemical Group

Thin Layer Chromatography (TLC) คืออะไร ?

Thin Layer Chromatography หรือโครมาโทกราฟีแบบชั้นบาง คือเทคนิคทางเคมีที่ใช้แยกสารผสมออกเป็นองค์ประกอบย่อย โดยอาศัยหลักการความแตกต่างของ การดูดซับ (Adsorption) และ การละลาย (Solubility) เพื่อตรวจสอบชนิด ความบริสุทธิ์ หรือติดตามการเกิดปฏิกิริยาของสาร

เฟสคงที่ (Stationary Phase): เป็นตัวดูดซับที่มีขั้วสูง (เช่น ซิลิกาเจล หรืออลูมินา) ที่ฉาบเป็นชั้นบางๆ อยู่บนแผ่นกระจก พลาสติก หรืออลูมิเนียม

เฟสเคลื่อนที่ (Mobile Phase): เป็นตัวทำละลายหรือสารละลายผสม (Eluent) ที่ทำหน้าที่พา สารละลายเคลื่อนที่ขึ้นไปบนเฟสคงที่ด้วยแรงซึมตามรูเล็ก (Capillary Action)

การแยกสาร (Separation): สารแต่ละชนิดในสารผสมมีความสามารถในการละลายในเฟสเคลื่อนที่ และความสามารถในการดูดซับบนเฟสคงที่ไม่เท่ากัน สารที่มีขั้วสูง จะถูกเฟสคงที่ (ซึ่งมีขั้วสูงเช่นกัน) ดูดซับไว้ดี จึงเคลื่อนที่ได้ช้า สารที่มีขั้วต่ำ จะละลายในเฟสเคลื่อนที่ได้ดีกว่า จึงเคลื่อนที่ได้เร็วและไกลกว่า

ขอบคุณรูปภาพจาก: https://en.wikipedia.org/wiki/Thin-layer_chromatography

กระบวนการแยกสารหยดสาร (Spotting):

หยดสารละลายตัวอย่างลงบนแผ่น TLC ใกล้กับขอบด้านล่าง

1. นำแผ่น TLC ไปจุ่มในภาชนะที่มีตัวทำละลายรองอยู่ด้านล่าง (ต้องระวังไม่ให้ระดับตัวทำละลายสูงเกินจุดที่หยดสาร)

2. เมื่อตัวทำละลายซึมขึ้นไปบนแผ่น จะพาเอาองค์ประกอบต่างๆ ในสารตัวอย่างเคลื่อนที่ขึ้นไปด้วย สารแต่ละชนิดจะเคลื่อนที่ได้ระยะทางต่างกัน ขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายในตัวทำละลาย และความสามารถในการยึดเกาะกับเฟสคงที่

วิธีการวัดระยะทาง

ขอบคุณรูปภาพจาก: https://en.wikipedia.org/wiki/Thin-layer_chromatography

การวัดระยะทางและสรุปผล Thin Layer Chromatography ให้เราใช้ไม้บรรทัดวัดระยะทาง 2 ส่วน โดยเริ่มนับจาก “เส้นเริ่มต้น (Starting line)” ที่เราจุดสาร

ระยะทางที่สารเคลื่อนที่ (A): วัดจากเส้นเริ่มต้น ไปจนถึง จุดกึ่งกลาง ของดวงสารที่แยกออกมา

ระยะทางที่ตัวทำละลายเคลื่อนที่ (B): วัดจากเส้นเริ่มต้น ไปจนถึง เส้นหน้าตัวทำละลาย (Solvent front) ที่เราขีดเส้นไว้ตอนเอาแผ่นออกจากบีกเกอร์

สูตรที่ใช้คำนวณคือ R_f = A / B คำตอบที่ได้จะเป็นค่าที่อยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 เสมอ เช่น

วัดระยะทางที่สารวิ่งได้ (A) = 3.8cm และวัดระยะทางของตัวทำละลาย (B) = 8cm จะคำนวณค่าได้เท่ากับ R_f = 0.475

ค่า R_f บอกอะไรเรา ?

ทำนายสมบัติเชิงขั้ว: สารที่มีค่า สูงแสดงว่าไม่ค่อยมีขั้ว (เคลื่อนที่ได้เร็วตามตัวทำละลาย) ส่วนสารที่มีค่า ต่ำจัดเป็นสารมีขั้ว (จับกับแผ่นซิลิกาเจลได้ดีกว่าจึงเคลื่อนที่ช้า)

ตรวจสอบความบริสุทธิ์ (Purity Check): หากจุดสารตัวอย่างแล้วพบจุดเดียว (Spot) บนแผ่น TLC และมีค่า ตรงกับสารมาตรฐาน อาจสรุปได้ว่าสารนั้นบริสุทธิ์ แต่ถ้าพบหลายจุดแสดงว่ามีสิ่งเจือปน

ติดตามความก้าวหน้าของปฏิกิริยา (Reaction Monitoring): ใช้ตรวจสอบการสังเคราะห์สารในห้องแล็บ ว่าสารตั้งต้นหมดไปหรือยัง และมีสารผลิตภัณฑ์ใหม่เกิดขึ้นหรือไม่

ระบุชนิดของสาร (Identification): ใช้เทียบเคียงเพื่อดูว่าสารตัวอย่างในหลอดทดลองเป็นสารชนิดเดียวกับสารมาตรฐานหรือไม่ โดยสารชนิดเดียวกันจะมีค่า เท่ากันเมื่อใช้ตัวทำละลายและแผ่นตัวดูดซับชนิดเดียวกัน

ขอบคุณวิดีโอสาธิตจาก: ดร.เจริญ ภคธีรเธียร แผนกวิชาเคมี ภาควิชาวิทยาศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตปัตตานี

สามารถนำเทคนิค Thin Layer Chromatography ไปปรับใช้อย่างไรได้บ้าง ?

ระบุชนิดของสาร (Identification)

สมมุติว่าในกรณีที่เราได้สังเคราะห์สารชนิดหนึงขึ้นมา แล้วต้องการเปรียบเทียบว่าสารที่เราสังเคราะห์มาด้วยวิธีหนึ่ง ๆ สามารถสังเคราะห์ออกมาเป็นสารดังกล่าวได้จริงหรือไม่ โดยก่อนแรกเราต้องมีสารดังกล่าวเป็นตัวอ้างอิง (Reference หรือ Standard)

หลังจากนี้ ผมจะขอเรียกสารที่เราสังเคราะห์มาว่า “Sample” ส่วนสารที่เราอ้างอิงผมจะขอเรียกว่า “Standard” เราจะเริ่มที่การ Spotting จุดสาร 3 ตำแหน่งบนเส้นเริ่มต้น ดังนี้

จุดที่ 1: สารมาตรฐาน (Standard) ที่รู้ชนิดแน่นอน

จุดที่ 2: สารตัวอย่าง (Sample) ที่ต้องการตรวจสอบ

จุดที่ 3: จุดผสม (Co-spot) โดยจุดสารทั้งสองชนิดซ้อนทับในตำแหน่งเดียวกัน

โดยเราจะใช้ เฟสเคลื่อนที่ (Mobile Phase) เดียวกันก่อน หากสารสองชนิดนั้นเป็น สารเดียวกันจริง จะต้องผ่านเงื่อนไขดังนี้

1. มีค่า R_f เท่ากัน (เคลื่อนที่ไปได้ระยะทางเท่ากัน)

2. เคลื่อนที่ไปได้ระยะทางเท่ากัน มีสีของดวงสารเหมือนกัน (ทั้งตอนดูด้วยตาเปล่า ส่องไฟ UV หรือพ่นน้ำยาเคมี)

3. ที่จุดผสม (Co-spot) จะต้องแยกออกมาเป็นดวงเดียวอย่างสมบูรณ์ ไม่แยกออกจากกันเป็นสองดวง

แต่อย่าด่วนสรุปเร็วเกินไป !!

สารบางชนิดอาจจะมีขั้วที่ใกล้เคียงกันจึงทำให้ค่า R_f ในตัวทำละลายออกมาใกล้เคียงกัน หากต้องการความมั่นใจ 100% ควรเปลี่ยนระบบตัวทำละลาย หรือที่เราเรียกกันว่าเป็นเฟสเคลื่อนที่ (Mobile Phase) ให้มีขั้วเปลี่ยนไป แล้วนำไปรันใหม่อีกครั้ง หากค่า R_f ยังคงเท่ากันในทุกระบบ จึงจะสรุปได้ว่าเป็นสารชนิดเดียวกัน

การปรับใช้ Thin Layer Chromatography ในรูปแบบอื่น ๆ

นอกจากเราจะใช้เปรียบเทียบแล้ว เรายังสามารถปรับใช้ความเข้าใจในการทำ TLC ไปปรับใช้เพื่อทดสอบอื่น ๆ อีก เช่น

ตรวจสอบความบริสุทธิ์ของสาร (Purity Check): ใช้ดูว่าสารที่สังเคราะห์หรือสกัดได้มีสารอื่นเจือปนหรือไม่ โดยสังเกตว่ามีจุด (Spot) มากกว่า 1 จุดปรากฏขึ้นบนแผ่น TLC หรือไม่

ติดตามความคืบหน้าของปฏิกิริยา (Reaction Monitoring): เป็นเครื่องมือสำคัญในงานเคมีอินทรีย์ คล้ายกับการเปรียบเทียบสารมาตรฐานกับสารตัวอย่างเลย โดยเราจะหยดสารตั้งต้นเทียบกับสารในขวดทำปฏิกิริยาเป็นระยะ เพื่อดูว่าสารตั้งต้นหมดไปหรือยัง และมีสารผลิตภัณฑ์เกิดขึ้นแล้วหรือยัง

อ้างอิงข้อมูลจาก:

https://pws.npru.ac.th/arunrat/data/files/การทดลอง%20TLC.pdf

 

สนใจติดต่อ เวิลด์เคมีคอล กรุ๊ป ผู้นําด้านการจําหน่ายและนำเข้า สารเคมีภัณฑ์ เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ และ ขนาดย่อม ประเภท เคมีอุตสาหกรรม เคมีทําความสะอาด เคมีสระว่ายน้ำ เคมีบำบัดน้ำ เคมีงานปั้น-งานหล่อ เคมีอาหาร กลิ่น สารสกัด สี น้ำหอม เคมีเครื่องสำอาง อาทิ กลีเซอรีน โซดาไฟเกล็ด โซเดียมเมต้าไบซัลไฟต์ เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ สารพัดด้านเคมี เวิลด์เคมิคอล กรุ๊ป พร้อมให้บริการและให้ปรึกษากับลูกค้าทุกท่าน

สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

Line ID : @worldchemical
Facebook : https://www.facebook.com/chemical.chiangmai
เว็บไซต์ : www.worldchemical.co.th
โทร : 053 204 446-7