Тема: Применение тонкослойной хроматографии для исследования липофильных пигментов растений. Проблема: Какие липофильные пигменты содержатся в растительном сырье. Подбор условий для разделения пигментов с использованием тонкослойной хроматографии. Сравнительный анализ экстрактов разных растений. Гипотеза: Если спиртовые экстракты растительного сырья содержат различные пигменты, то их можно разделить хроматографическим методом. Актуальность: Такую хроматографическую методику можно использовать для подтверждения подлинности продуктов, содержащих растительные пигменты (пищевых красителей и добавок, лекарственных и косметических средств и т.д.). Объект исследования: растительное сырье (листья растений). Предмет исследования: липофильные пигменты - хлорофиллы и каротиноиды. Цели и задачи исследования: - изучить литературные данные о свойствах липофильных растительных пигментов (хлорофиллов и каротиноидов) и о хроматографических методах их разделения; - изучить порядок разработки ТСХ методики анализа; - исследовать влияние состава подвижной фазы на степень разделения пигментов на хроматограмме, выбрать оптимальные условия хроматографирования; - провести идентификацию хлорофиллов и каротиноидов на хроматограмме; - получить хроматограммы спиртовых экстрактов разных растений и проанализировать полученные результаты. Рассмотрены основы метода тонкослойной хроматографии (ТСХ), правила выбора и оптимизации подвижной фазы для хроматографического разделения веществ. Дана краткая характеристика липофильных пигментов – хлорофиллов и каротиноидов, содержащихся в растениях. Разработана ТСХ методика анализа растительных липофильных пигментов в спиртовых экстрактах листьев растений. Исследовано влияние состава подвижной фазы на разделение пигментов. В качестве модификаторов гексана при приготовления подвижной фазы использовались пропанол-2 и этилацетат. Эмпирически был установлен оптимальный состав подвижной фазы: гексан – пропанол-2 – этилацетат (75:7:18), при котором наблюдается наилучшее разделение компонентов пробы. Подтверждена устойчивость компонентов пробы при хроматографировании в выбранных условиях. Проведена идентификации веществ на хроматограмме. Визуальным методом по окраске пятен были идентифицированы пятна хлорофиллов, феофитина (продукт деградации хлорофиллов): - хлорофилл а – сине-зеленое пятно, Rf = 0,48; - хлорофилл b – желто-зеленое пятно, Rf = 0,40; - феофитин – серое пятно, Rf = 0,60. Для идентификации пятен каротиноидов были получены растворы свидетелей экстракцией гексаном из моркови был получен β-каротин и экстракцией пропанолом-2 из желтых листьев был выделен лютеин. Идентификацией по сравнению со свидетелем были определены: - β-каротин – темно-желтое пятно с Rf = 0,91; - лютеин – светло-желтое пятно с Rf = 0,20. Два оставшихся светло-желтых пятна с Rf = 0,09 и Rf = 0,04 были определены по литературным данным, как виолаксантин и неоксантин. Проведен анализ спиртовых экстрактов листьев мяты, крапивы, петрушки, смородины, подорожника, полыни и клевера. На хроматографическую пластинку Армсорб размером 10х10 см нанесли с помощью микрошприца 5 мкл спиртового экстракта листьев. Пластинку высушили на воздухе и поместили в камеру с подвижной фазой гексан – пропанол-2 – этилацетат (75:7:18). Хроматографировали восходящим методом. Когда фронт подвижной фазы поднялся на 8 см, пластинку вынули из камеры и высушили на воздухе до исчезновения запаха растворителей. Оценили наблюдаемые пятна пигментов. На хроматограммах всех экстрактов наблюдаются пятна хлорофиллов а и b, каротина и лютеина. Сравнительный анализ размеров и интенсивности пятен показывает, что содержание хлорофиллов в разных образцах изменяется незначительно. Заметно изменяется содержание β-каротина – максимальное содержание наблюдается в листьях петрушки, минимальное – в листьях полыни. Также в значительном диапазоне варьируется содержание ксантофиллов. Например, на хроматограмме экстракта листьев петрушки наблюдается дополнительное пятно желтого цвета, которое по месту расположения можно отнести к ксантофиллам. В то же время, на хроматограммах экстрактов мяты и крапивы не обнаружено пятно неоксантина, а на хроматогамме экстракта полыни не обнаружены пятна виолаксантина и неоксантина. На хроматограмме экстракта мяты наблюдается светло-коричневое пятно на старте, что, вероятно, свидетельствует о присутствии гидрофильных пигментов, которые не разделяются в данных условиях. Выводы: Были подобраны оптимальные условия для ТСХ разделения липофильных пигментов растений, идентифицированы хлорофиллы и каротиноиды, проведен качественный сравнительный анализ экстрактов разных растений. Подобранные условия хроматографического разделения можно использовать для определения подлинности растительных экстрактов по их качественному и количественному составу, для выявления фактов фальсификации растительных экстрактов, для исследования роли пигментов в процессе фотосинтеза, для исследования влияния факторов окружающей среды на пигментный состав растений и т.д. Перспективы проекта: Продолжить работу над темой исследования пигментов в растительном сырье – подобрать условия для лучшего разделения сложных смесей каротиноидов в плодах растений. Подобрать условия для разделения гидрофильных пигментов – антоцианов – в растительном сырье. Список использованных источников. 1. Бойченко А.П., Чухлеб М.А., Фролова А.М., Логинова Л.П. Новый хемометрический подход для оптимизации разделения в нормально-фазовой тонкослойной хроматографии // Методы и объекты химического анализа. - 2010. - Т. 5, № 1. - С. 38– 45. 2. http://www.chem-astu.ru/chair/study/PCMA/r3_1.htm 3. Хроматография в тонких слоях. Под редакцией Э. Шталя. Издательство «Мир», Москва, 1965. 4. http://www-chemistry.univer.kharkov.ua/files/Lecture19.pdf 5. Рудаков О.Б., Селеменев В.Ф. Физико-химические системы сорбат – сорбент – элюент в жидкостной хроматографии. - Воронеж, 2003. – 240 с. 6. www.Wikipedia.org 7. Кретович В. Л., Основы биохимии растений, 5 изд., М., 1971.