薄層色譜掃描儀的工作原理

薄層色譜掃描儀的工作原理
用于定量的薄層色譜儀稱為薄層色譜掃描儀（TLC Scanner），或薄層色譜光密度計(jì)（TLC Densitometer），用這種儀器對(duì)薄層上被分離的物質(zhì)進(jìn)行直接定量的方法稱薄層色譜掃描法。目前各國(guó)生產(chǎn)的薄層色譜儀規(guī)格不同，性能各異，但其基本測(cè)定原理是一樣的，即用一束長(zhǎng)寬可以調(diào)節(jié)的一定波長(zhǎng)、一定強(qiáng)度的光照射到薄層斑點(diǎn)上進(jìn)行整個(gè)斑點(diǎn)的掃描，用儀器測(cè)量通過(guò)斑點(diǎn)或被斑點(diǎn)反射的光束強(qiáng)度的變化從而達(dá)到定量的目的。 

　　但是薄層是由許多細(xì)小顆粒組成的半透明物體，光照射到薄層表面，除透射光、反射光外，還有相當(dāng)多的散射光，因此與光照透明溶液不同，樣品量與測(cè)得值之間呈非線性關(guān)系，特別在高濃度區(qū)，這樣就給定量工作帶來(lái)困難，為此有以下三種途徑來(lái)解決薄層上的定量間題。
　　a ．選取曲線中的直線部分用于定量分析在低濃度范圍內(nèi)，樣品量與測(cè)得值間可存在線性關(guān)系，此法最簡(jiǎn)便，也是在沒(méi)有線性化功能的薄層色譜儀上最常用的方法，但由于線性濃度范圍有限，故應(yīng)用上有一定限制電源供應(yīng)器| 電能質(zhì)量分析儀| 多功能測(cè)試儀| 電容表| 電力分析儀| 諧波分析儀| 發(fā)生器| 多用表| 驗(yàn)電筆|。
　　b . Kubelka-Munk 方程
　　光照到散射物質(zhì)表面，光的行為比較復(fù)雜，Kubelka 及Munk 從理論上推導(dǎo)出簡(jiǎn)化的方程式，現(xiàn)應(yīng)用于薄層掃描。從實(shí)用角度解釋光照到薄層上的變化情況。
　　根據(jù)他們的理論，推導(dǎo)出兩個(gè)微分方程式：Kubelka-Munk 方程式：

從以上兩個(gè)方程式再推導(dǎo)出在薄層上斑點(diǎn)的透光度T 和反射度R 是

空白薄層的透光度T0和反射度R0分別為



式中

　　上列各式中，X 為薄層厚度；S 為薄層單位厚度的散射程度，即散射系數(shù)；SX 為散射參數(shù)，它與薄層的吸附劑性質(zhì)（顆粒大小、分布范圍、表面孔徑、性狀、制備工藝等）、薄層的涂布以及厚度有關(guān)；K 為薄層單位厚度的吸光程度，即吸收系數(shù)；KX 為吸收參數(shù)，當(dāng)厚度X 一定時(shí)，它只與物質(zhì)的含量有關(guān)，不同吸附劑或不同廠家生產(chǎn)的同一吸附劑，其SX 值均不同，需要預(yù)先測(cè)定。如Merck 廠生產(chǎn)的硅膠板SX=3 ，氧化鋁板SX =7 等。
　　用-lgT / T0或-lgR / R0 對(duì)KX 作圖，不同的SX值的吸附劑得出不同彎曲度的曲線，如下圖所示。



　　用-lgT / T0作圖時(shí)，曲線比較直，這就表示透射法比反射法的線性好些。
　　CS 系列薄層色譜掃描儀具有線性化器，其工作原量即根據(jù)Kubelka-Mimk 方程式用電路系統(tǒng)將彎曲的曲線校正為直線，用校正后的直線進(jìn)行定量，見(jiàn)下圖。

　　c ．利用非線性方程定量
　　利用計(jì)算機(jī)先求出非線性方程，然后在測(cè)定樣品時(shí)將測(cè)定值輸入計(jì)算機(jī)，由此方程求出樣品濃度。瑞士Camag 公司的薄層掃描儀l 型即根據(jù)此原理進(jìn)行測(cè)定，并認(rèn)為這種方法更為合理，測(cè)定值更準(zhǔn)確可靠。
　　目前文獻(xiàn)報(bào)道的非線性方程有l(wèi)gY=AlgX+B，lnY=AlnX+B，1/Y=A+B×1/X，Y=A+BX+CX，lnY=A+B（lnX）+C（lnX）等，式中Y為測(cè)定的色譜峰面積或高度；X 為樣品量；A , B , C 為常數(shù)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為最后一個(gè)非線性方程更適用，計(jì)算結(jié)果誤差較小。