平面色谱法（Planar Chromatography）是化学检验员在日常分析中常用的一类简便、快速、经济的分离技术，主要用于混合物的初步分离、成分筛查、纯度检查和定性分析。它主要包括薄层色谱法（Thin-Layer Chromatography, TLC）和纸色谱法（Paper Chromatography），其中以薄层色谱应用最为广泛。

一、基本原理

平面色谱法的分离原理与柱色谱类似，基于混合物中各组分在固定相和流动相之间的分配系数或吸附能力差异实现分离。

固定相：涂布在玻璃、塑料或铝箔板上的吸附剂（如硅胶、氧化铝）或滤纸（纸色谱）；

流动相：有机溶剂或混合溶剂（称为展开剂），依靠毛细作用沿固定相向上移动。

当样品点在起点线上，放入密闭展开缸中，流动相不断向上迁移，不同组分因与固定相和流动相的相互作用不同，移动速度不同，从而在板上形成位置不同的斑点，实现分离。

二、薄层色谱法（TLC）操作流程

制板或选购预制板

可使用自制板（将硅胶G、硅胶GF254等与水混合涂布、活化）；

更常用的是市售预制板（如硅胶板、C18反相板），规格统一，重现性好。

点样

用毛细管或自动点样器将样品溶液点在距板底端1–2 cm的起点线上；

斑点直径应小（<3 mm），避免拖尾；

可同时点标准品和样品，便于比对。

展开

将点样后的板放入盛有适量展开剂的密闭层析缸中；

展开剂液面必须低于点样线，防止样品直接溶解到溶剂中；

流动相依靠毛细作用向上爬升，带动各组分迁移；

当溶剂前沿上升至板顶端约2/3–3/4时，取出晾干。

显色

可见光观察：若组分本身有色，可直接观察；

紫外灯（254 nm 或 365 nm）：适用于有紫外吸收或荧光的物质（GF254板含荧光指示剂，斑点呈暗斑）；

化学显色剂：喷雾显色，如碘蒸气、硫酸乙醇液、茚三酮（用于氨基酸）、磷钼酸等，使斑点显色。

结果分析

Rf值（比移值）：定性依据，计算公式为：

Rf = 斑点中心移动距离 / 溶剂前沿移动距离

在相同条件下，同一物质的Rf值恒定，可与标准品比对定性；

斑点形状、颜色、数目可判断纯度或反应进程。

三、纸色谱法（Paper Chromatography）

固定相：滤纸纤维吸附的水分；

流动相：有机溶剂或水-有机混合溶剂；

分离机制：主要基于分配原理；

应用较少，多用于教学或特定极性物质（如糖类、氨基酸）的分离。

四、化学检验员典型应用场景

反应监控

在有机合成中，定时取样点板，观察原料消耗和产物生成情况，判断反应是否完成。

成分筛查

食品中非法添加物（如色素、药物）的快速筛查；

中草药提取物中有效成分的初步分析。

纯度检查

检测原料或产品中是否含有杂质（出现额外斑点）；

判断结晶或柱层析产物的纯度。

定性分析

与标准品共点，Rf值一致且显色行为相同，可初步判断物质相同；

多种显色剂联用提高判断准确性。

辅助柱色谱

确定柱层析的洗脱体系（通过TLC筛选最佳展开剂）；

合并柱层析馏分时参考TLC结果。

五、操作要点与注意事项

展开剂选择：根据样品极性选择合适溶剂体系，常用混合溶剂（如石油醚:乙酸乙酯、氯仿:甲醇），可通过梯度极性试验优化；

层析缸饱和：展开前用展开剂蒸气饱和缸内环境，防止边缘效应；

点样量控制：过大会导致斑点拖尾或重叠；

避免污染：使用洁净毛细管，防止交叉污染；

显色均匀：喷雾显色时动作轻柔，避免破坏吸附层；

记录及时：显色后立即拍照或描图，防止斑点扩散或褪色。

六、优点与局限性

优点：

操作简单，成本低，无需昂贵仪器；

分析速度快（通常10–30分钟）；

可同时分析多个样品；

灵敏度较高（μg级）；

可选用多种显色方法，信息丰富。

局限性：

分离效率低于HPLC或GC；

定量精度较差（可结合薄层扫描仪提高）；

Rf值受环境（温度、湿度、饱和度）影响，重现性需严格控制；

不适合大规模制备。

七、总结

平面色谱法，尤其是薄层色谱（TLC），是化学检验员进行快速分离与初步分析的“得力助手”。它虽为经典技术，但因其简便、直观、实用的特点，在现代实验室中仍具有不可替代的地位。

在日常工作中，化学检验员应熟练掌握TLC的操作技巧、展开剂选择和结果判读能力。通过与标准品对照、多条件验证和合理显色，可有效用于反应监控、杂质检查和成分筛查，为后续精确定量或结构分析提供重要依据。随着高效薄层色谱（HPTLC）和薄层扫描仪的发展，平面色谱法的定量能力和自动化水平也在不断提升。