學習重點 依分析物的官能基選擇顯色劑:游離胺基(一級胺、胺基酸)選 ninhydrin;皮質類固醇選鹼性 tetrazolium blue,在白色背景上呈藍色斑點且相當專一。 熟記主要配對:胺基酸與 ninhydrin、脂質與 bromothymol blue、巴比妥類與 diphenylcarbazone;類固醇不與 mercuric nitrate 配對。 區分檢測的破壞性與可逆性:碘蒸氣呈色一般可逆,對檢品回收影響最小;ninhydrin、高錳酸鉀、鹼性四唑藍與硫酸加熱都會讓分析物發生化學變化。 掌握紫外檢視的波長:短波 254 nm,長波在選項中以 360 nm 作答。紙層析不能用濃硫酸加熱顯色。 辨認不適合作 TLC 顯色的試劑:10% 鹽酸一般不作 TLC 顯色劑;硫酸/乙醇、ninhydrin、anisaldehyde 都是常用顯色劑。 核心觀念 一、選擇顯色方式:先看官能基,再看是否需要回收 薄層層析(TLC)展開後,無色成分須以紫外光檢視,或用定位試劑(location reagent)處理,才能辨認斑點位置。定位試劑不一定具有專一性:有些只與特定官能基反應,有些則對多種有機物都會作用。若後續還要刮下薄層、萃取並回收檢品,應優先選擇不會改變分析物的方法。 方法或試劑主要用途與觀察重點破壞性與回收 紫外光檢視觀察紫外吸收造成的暗點,或分析物本身的螢光屬非破壞性檢視 碘蒸氣多種有機物都會出現棕褐色斑點,屬廣效試劑呈色一般可逆,碘揮散後斑點消退,對回收影響最小 Ninhydrin偵測一級胺、胺基酸等游離胺基發生化學反應,屬破壞性 鹼性 tetrazolium blue皮質類固醇在白底上呈藍點發生氧化還原反應,屬破壞性 高錳酸鉀藉氧化反應偵測可被氧化的成分屬破壞性,選擇性低 硫酸/乙醇,加熱廣效顯色;固醇類可呈色或產生螢光強酸加熱會改變或碳化分析物 二、Ninhydrin:游離胺基的重點試劑 Ninhydrin(茚三酮)適用於胺基酸,以及具有游離胺基的化合物。分析一級胺(primary amine)時,它是選擇性最好的 TLC 顯色劑。一級胺與一般 α-胺基酸通常呈藍紫色至紫色;脯胺酸等二級胺結構則可能呈黃色。三級胺沒有可參與反應的 N–H,原則上不與 ninhydrin 呈色。因此,「一級胺呈黃點」「三級胺呈粉紅點」都是錯誤敘述。 Ninhydrin 可與 Dragendorff 試劑併用,作為含氮或含胺基藥物的篩選工具。Ninhydrin 偵測游離胺基;Dragendorff 試劑則常用於生物鹼及三級胺等含氮化合物。兩者涵蓋的範圍不同,併用可以互補。 胺基配醣體抗生素帶有多個游離胺基,可以用 ninhydrin 篩選。所以「不可用於胺基配醣體抗生素的篩選」是錯誤敘述。 藥物鑑別配對方面,aprotinin(多肽類藥物)的 TLC 鑑別使用 ninhydrin 噴霧。同組選項中,methylprednisolone 屬於皮質類固醇,應聯想到鹼性四唑藍或硫酸顯色,不會使用 ninhydrin。 三、皮質類固醇與固醇類:鹼性 tetrazolium blue 與硫酸/乙醇 鹼性 tetrazolium blue(四唑藍)可使皮質類固醇在白色背景上形成藍色斑點,而且相當專一。原因是皮質類固醇 C-17 的 α-酮醇(–CO–CH2OH)側鏈具有還原性,可以把四唑鹽還原成有色的 formazan。考試常把「皮質類固醇、白底、藍點、專一」放在一起出題,看到「紅色斑點」就是錯的。 硫酸的乙醇溶液(20~50%)也可用於皮質類固醇及其他固醇類的顯色。其中 20% 硫酸/乙醇噴灑後加熱,可使固醇類藥物產生螢光,可在紫外光下觀察。不過硫酸/乙醇屬廣效顯色劑,選擇性不如鹼性四唑藍。 四、其他顯色劑與易混淆配對 分析物或試劑正確配對與界線 胺基酸、一級胺Ninhydrin 皮質類固醇鹼性 tetrazolium blue(白底藍點);也可用硫酸/乙醇 脂質Bromothymol blue(溴麝香草酚藍) 巴比妥類Diphenylcarbazone(二苯基卡巴腙),常與汞鹽系統搭配 類固醇不與 mercuric nitrate(硝酸汞)配對,題目中出現此組合即為錯誤配對 Anisaldehyde、ninhydrin、硫酸/乙醇都是常用的 TLC 顯色劑 10% 鹽酸一般不適用於 TLC 顯色 Bromothymol blue 平常是酸鹼指示劑,在本單元則要記住它的脂質顯色用途。它不是胺類、醚類或類固醇的顯色劑。 五、紫外檢視與載體差異 TLC 檢視用的紫外燈分為兩種。短波為 254 nm;長波常見標示為 365 nm,考題選項中以 360 nm 作答。280 nm 與 320 nm 都不是 TLC 紫外燈的標準波長。 在含螢光指示劑(F254)的薄層板上,以 254 nm 照射時,能吸收紫外光的成分會遮蔽背景螢光,形成暗點。長波紫外燈則多用來觀察本身會發螢光的成分,或經硫酸加熱等處理後產生的螢光。 紙層析可以用紫外光照射、碘蒸氣燻蒸,或噴灑合適的呈色試液來顯示結果。但噴灑濃硫酸後加熱不適用於紙層析:濾紙主要成分是纖維素,遇強酸加熱會碳化變黑,使斑點無法辨識。TLC 的矽膠等無機薄層耐得住這種處理,濾紙則不行。 常考陷阱 「一級胺與 ninhydrin 呈黃點」「三級胺呈粉紅點」:一級胺呈藍紫至紫色;三級胺原則上不反應。 「Ninhydrin 不可用於胺基配醣體抗生素」:錯。胺基配醣體有游離胺基,可以篩選。 「Ninhydrin 併用 Dragendorff 篩選含氮藥物」:正確,兩者互補。 「鹼性四唑藍使皮質類固醇呈紅色斑點」:錯,應為白色背景上的藍色斑點。 題目問「加熱後使固醇類產生螢光」:選 20% 硫酸/乙醇,不是 ninhydrin 或高錳酸鉀。 題目問「對檢品回收影響最小」:選碘蒸氣,因為呈色一般可逆。Ninhydrin、四唑藍、高錳酸鉀都會引發化學反應。 「Steroids-Mercuric nitrate」:錯誤配對。胺基酸配 ninhydrin、巴比妥類配 diphenylcarbazone、脂質配 bromothymol blue 才是正確配對。 「10% 鹽酸可作 TLC 顯色劑」:一般不適用。硫酸/乙醇、ninhydrin、anisaldehyde 才是常規顯色劑。 「紙層析可用濃硫酸加熱顯色」:錯,濃硫酸加熱會使濾紙碳化。 「長波紫外光為 254 nm」:254 nm 是短波;長波選 360 nm。 「以 ninhydrin 鑑別 methylprednisolone」:錯。類固醇沒有游離胺基;以 ninhydrin 噴霧鑑別的是多肽 aprotinin。 記憶口訣 「胺找茚三酮,皮質白底藍;脂找溴麝藍,巴比卡巴腙;固醇不配汞。」 「碘來碘去可回收,硫酸加熱固醇螢;紙怕強酸,鹽酸不顯。」 「短波二五四,長波三六○。」