Entwicklungskammer, Kammersättigung und Dampfraum
Wie eine DC nach Arzneibuch aufgebaut ist und warum der Dampfraum der Kammer die \(R_f\)-Werte mitbestimmt.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Kammersättigung ist der Zustand, in dem der Gasraum der DC-Kammer mit Fließmitteldampf gesättigt ist und mit Fließmittel und Schicht im Gleichgewicht steht.
- Fließmitteldampf wird an der trockenen Schicht oberhalb der Front adsorbiert und belädt die Platte vor.
- Bei Sättigung bestimmen die Dampfdrücke der Komponenten die Zusammensetzung der Gasphase.
- Mit Fließmittel befeuchtetes Filterpapier an der Kammerwand dient der Kammersättigung.
- Ohne Sättigung ist eine Trennung möglich, aber die \(R_f\)-Werte liegen höher und am Rand entsteht ein Randeffekt.
- Die HPTLC arbeitet mit feinerem Sorbens (etwa 5 µm), kleineren Flecken und kürzeren Laufstrecken.
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Worum es geht
Viele Identitäts- und Reinheitsprüfungen im Arzneibuch laufen dünnschichtchromatographisch. Reproduzierbare \(R_f\)-Werte gibt es aber nur, wenn neben Sorbens und Fließmittel auch der Gasraum der Kammer stimmt. Das Trennprinzip selbst steht unter Prinzip der DC.
Durchführung nach Arzneibuch
Die gelöste Probe wird mit Kapillare oder Mikroliterspritze als kleiner Punkt oder schmales Band auf die Startlinie aufgetragen. Man trägt in kleinen Portionen auf und trocknet zwischendurch. So bleibt der Fleck klein und die Zonen später scharf.
Meist entwickelt man vertikal: Die Platte steht im Fließmittel, das durch Kapillarkräfte nach oben steigt. Die Startlinie muss über dem Fließmittelspiegel liegen, sonst löst sich die Probe im Vorrat. Bei der horizontalen Entwicklung liegt die Platte flach, und das Fließmittel wird seitlich über einen Spalt oder Docht zugeführt.
Die Entwicklungskammer ist meist eine Trogkammer aus Glas mit dicht schließendem Deckel. Die HPTLC (Hochleistungs-DC) nutzt feinere Sorbentien und arbeitet in kleinerem Maßstab.
| Merkmal | DC | HPTLC |
|---|---|---|
| Korngröße | etwa 10 bis 12 µm | etwa 5 µm |
| Fleckdurchmesser | 2 bis 5 mm | 1 bis 2 mm |
| Laufstrecke | meist 10 bis 15 cm | etwa 5 bis 7 cm |
| Trennleistung | geringer | höher, schärfere Zonen |
Gleichgewichte mit dem Dampfraum
Aus dem Fließmittel am Boden verdampfen ständig Moleküle in den Gasraum. Ein Teil davon wird an der noch trockenen Schicht oberhalb der Front adsorbiert. Die Platte ist also schon vorbeladen, bevor die Front sie erreicht.
Ist die Gasphase gesättigt, richtet sich ihre Zusammensetzung nach den Dampfdrücken der Fließmittelkomponenten. Die leichter flüchtige Komponente ist im Dampf angereichert. Deshalb trifft ein Gemisch auf eine Schicht, die bereits einseitig beladen ist. Das verändert die Wanderung der Analyten.
Eine Trennung gelingt trotzdem auch ohne Kammersättigung. Sie ist dann nur weniger gut reproduzierbar.
Kammersättigung
Damit sich der Dampfraum rasch und gleichmäßig füllt, kleidet man die Kammer aus. Ein Filterpapier, das mit mobiler Phase befeuchtet ist, wird an die Wand gelegt. Es vergrößert die verdunstende Oberfläche wie ein nasses Handtuch im Bad. Danach wartet man vor dem Einstellen der Platte, meist rund eine halbe Stunde.
Zustand der DC-Kammer, in dem der Gasraum mit Fließmitteldampf gesättigt ist und mit Fließmittel und Schicht im Gleichgewicht steht.
Die \(R_f\)-Werte hängen davon ab, ob mit oder ohne Kammersättigung chromatographiert wird. In ungesättigter Kammer verdunstet Fließmittel von der benetzten Schicht, besonders an den Rändern. Es muss mehr Fließmittel nachströmen, die Flecke laufen höher. Am Rand entsteht ein bogenförmiger Randeffekt. Vergleichbar sind \(R_f\)-Werte daher nur unter gleichen Kammerbedingungen.
Quiz
Aussage 1
Moleküle des Fließmittels aus dem Gasraum können sich an der noch trockenen Schicht oberhalb der Front anlagern.
Verdampfte Fließmittelmoleküle werden an der trockenen Adsorbensschicht adsorbiert und beladen sie vor.
Aussage 2
Eine dünnschichtchromatographische Trennung ist nur in einer vollständig gesättigten Kammer möglich.
Auch ohne Kammersättigung gelingt eine Trennung. Die \(R_f\)-Werte sind dann aber höher und schlechter reproduzierbar.
Aussage 3
Ein mit mobiler Phase befeuchtetes Filterpapier an der Kammerwand dient dazu, die Kammersättigung herzustellen.
Das feuchte Papier vergrößert die verdunstende Oberfläche, sodass sich der Gasraum rasch mit Fließmitteldampf sättigt.
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