Estimering af udbyttet af forbindelser på TLC-pladen via Blue-LED-belysningsteknikken
Summary
Den nuværende protokol udviklede en metode til at estimere udbyttet af forbindelser på TLC-pladen ved hjælp af blå-LED-belysningsteknikken. Fordelene ved denne tilgang er, at den er sikker, effektiv, billig og giver forskeren mulighed for at måle flere prøver samtidigt.
Abstract
Tyndlagskromatografi (TLC) er en tilgængelig analytisk teknik, der i vid udstrækning er blevet brugt i organisk kemiforskning til at kvantificere udbyttet af ukendte prøver. Denne undersøgelse udviklede en effektiv, billig og sikker metode til at estimere udbyttet af prøver på en TLC-plade ved hjælp af den blå LED-belysning. Lovastatin ekstraheret fra Aspergillus terreus var det eksempel forbindelse, der blev anvendt i denne undersøgelse. Regressionsmodeller baseret på lovastatinstandarden blev brugt til at evaluere udbyttet af lovastatin. Tre metoder blev sammenlignet: bioassay, UV-detektion og blå LED-belysning. Resultatet viste, at blå-LED-belysningsmetoden er betydeligt mere tidseffektiv end UV-detektions- og bioassaymetoder. Derudover var den blå LED-belysning en relativt sikker mulighed på grund af bekymringen for biologiske farer i bioassaymetoden (f.eks. Mikrobiel infektion) og ultraviolet eksponering i UV-detektionsmetoden. Sammenlignet med de dyre metoder, der kræver specialiserede instrumenter og langsigtet træning, før de arbejder uafhængigt, såsom GC, HPLC og HPTLC, var brug af den blå LED-belysning en økonomisk mulighed for at estimere udbyttet af prøver fra en TLC-plade.
Introduction
Tyndlagskromatografi (TLC) anvendes i vid udstrækning som en kvalitativ og kvantitativ teknik inden for organisk kemi 1,2,3. De vigtigste fordele ved TLC er, at det giver hurtig detektion, fleksible prøvekrav og ikke kræver specialudstyr4. Til dato, selvom mange avancerede tilgange er blevet etableret, er TLC stadig den vigtigste metode til at identificere ukendte prøver i en blanding. Udfordringen ved denne tilgang er imidlertid manglen på sikkert og billigt udstyr til kvantificering af prøveudbyttet, især til udvikling af laboratorier med begrænsede budgetter. Denne undersøgelse havde derfor til formål at udvikle en effektiv, sikker og billig metode kombineret med TLC til at estimere udbyttet af prøverne.
I modsætning til højtydende TLC (HPTLC), højtydende væskekromatografi (HPLC) og gaskromatografi (GC) med strenge prøvekrav, tidskrævende og involvering af multistep til prøveforberedelse1,5, viste TLC flere fordele. For det første kan HPLC og GC til prøveforberedelse ikke detektere råekstraktet, fordi råekstraktet kan tilslutte kolonnen af HPLC og GC. For det andet, når prøverne ikke er UV-egnede (vigtige for HPLC-analyse) eller med lav volatilitet (vigtigt for GC-analyse), kan TLC anvendes på disse prøver, og brugen af visualiseringsreagens gør de isolerede prøver synlige på tynde lag 6,7,8. For det tredje kræver HPLC og GC generelt en relativt lang tid før træning, før de arbejder uafhængigt af hinanden sammenlignet med TLC. Derudover kan kvantitativ TLC-analyse, kendt som højtydende TLC (HPTLC), digitalisere oplysningerne på en TLC-plade med en meget følsom scanner. Omkostningerne ved HPTLC-systemet er dog relativt dyre. Som sådan er udvikling af en omkostningseffektiv og hurtig tilgang til kvantificering af prøver på TLC-pladen et vigtigt emne.
Lignende metoder er blevet udviklet til kvantificering af TLC-udbytte; for eksempel rapporterede Johnson9 en teknik, der tillader kvantificering af prøverne på en TLC-plade ved hjælp af en flatbedscanner fastgjort til en computer. I 2001 udviklede El-Gindy et al.10 den TLC-densitometriske metode, som blev brugt til at detektere forbindelsen med optisk tæthed, og teknikken blev også anvendt af Elkady et al.11. I 2007 præsenterede Hess2 den digitalt forbedrede TLC (DE-TLC) metode, der anvendes til at detektere udbyttet af en forbindelse på en TLC-plade ved hjælp af et digitalt kamera kombineret med UV-lys. Hess sammenlignede også omkostningsforskellene mellem HPTLC- og DE-TLC-metoden og konkluderede, at DE-TLC-metoden kunne bruges i gymnasie- og college-laboratorier på grund af dens overkommelige omkostninger2. Omkostningerne ved den TLC-densitometriske metode var dog stadig dyre, og driften af ultraviolet lys kræver tilstrækkelig fortræning, hvis brugerne kan blive udsat for ultraviolet stråling. Derfor er det ønskeligt at udvikle en effektiv, sikker og billig metode til kvantificering af prøveudbyttet.
Denne undersøgelse beskrev en protokol til påvisning af prøven på en TLC-plade ved hjælp af den blå LED-belysning og udviklede en regressionsmodel med høj pålidelighed (høj R-kvadratværdi) til at måle båndenes dimensioner og derefter bestemme det sammensatte udbytte. Endelig blev det konstateret, at den blå LED-belysningsmetode er en relativt sikker (vs. UV-detektionsmetode), billig (vs. GC, HPLC og HPTLC) og effektiv (vs. bioassay-metode) tilgang til kvantificering af udbytte.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne undersøgelse beskrev en ny tilgang, den blå LED-belysning, til at kvantificere forbindelser uden at bruge dyrt og specialiseret udstyr, såsom HPTLC, HPLC og GC-metoden, og metoden blev sammenlignet med bioassay- og UV-detekterede metoder til evaluering af kvantificeringsydelse. Som et resultat blev det konkluderet, at blå-LED-belysningsmetoden er en relativt sikker og effektiv protokol, der anvendes til at kvantificere udbyttet af målrettede forbindelser på TLC-pladen.
Tidligere un…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne undersøgelse blev støttet af Ministeriet for Videnskab og Teknologi, Taiwan (MOST 108-2320-B-110-007-MY3).
Materials
| American bacteriological Agar | Condalab | 1802.00 | |
| Aspergillus terreus | ATCC 20542 | ||
| Blue-LED illuminator | MICROTEK | Bio-1000F | |
| Centrifuge | Thermo Scientific | HERAEUS Megafuge 8 | |
| Compact UV lamp | UVP | UVGL-25 | |
| Ethyl Acetate | MACRON | MA-H078-10 | |
| Filter Paper 125mm | ADVANTEC | 60311102 | |
| ImageJ | NIH | Freeware | https://imagej.nih.gov/ij/download.html |
| Lovastatin standard | ACROS | A0404262 | |
| MiBio Fluo | MICROTEK | V1.04 | |
| n-Hexane | C-ECHO | HH3102-000000-72EC | |
| OriginPro | OriginLab | 9.1 | https://www.originlab.com/origin |
| Potato dextrose broth H | STBIO MEDIA | 110533 | |
| Rotary evaporator | EYELA | SB-1000 | |
| Sulfuric acid | Fluka | 30743-2.5L-GL | |
| TLC silica gel 60 F254 | MERCK | 1.05554.0001 | |
| Trifluoroacetic acid | Alfa Aesar | 10229873 | |
| Ultrasonic vibration machine | DELTA | DC600 |
Riferimenti
- Pyka, A. Detection progress of selected drugs in TLC. BioMed Research International. 2014, 732078 (2014).
- Hess, A. V. I. Digitally enhanced thin-layer chromatography: An inexpensive, new technique for qualitative and quantitative analysis. Journal of Chemical Education. 84 (5), 842-847 (2007).
- Ullah, Q., Mohammad, A. Vitamins determination by TLC/HPTLC-a mini-review. Journal of Planar Chromatography – Modern TLC. 33 (5), 429-437 (2020).
- Chen, Z., Tao, H., Liao, L., Zhang, Z., Wang, Z. Quick identification of xanthine oxidase inhibitor and antioxidant from Erycibe obtusifolia by a drug discovery platform composed of multiple mass spectrometric platforms and thin-layer chromatography bioautography. Journal of Separation Science. 37 (16), 2253-2259 (2014).
- Duncan, J. D. Chiral separations: A comparison of HPLC and TLC. Journal of Liquid Chromatography. 13 (14), 2737-2755 (1990).
- Sherma, J. Thin-layer chromatography in food and agricultural analysis. Journal of Chromatography A. 880 (1-2), 129-147 (2000).
- Bocheńska, P., Pyka, A., Bocheńska, P., Bocheńska, B. Determination of acetylsalicylic acid in pharmaceutical drugs by TLC with densitometric detection in UV. Journal of Liquid Chromatography. 35 (10), 1346-1363 (2012).
- Poole, C. F. Planar chromatography at the turn of the century. Journal of Chromatography A. 856 (1-2), 399-427 (1999).
- Rapid Johnson, M. E. simple quantitation in thin-layer chromatography using a flatbed scanner. Journal of Chemical Education. 77 (3), 368-372 (2000).
- El-Gindy, A., Ashour, A., Abdel-Fattah, L., Shabana, M. M. First derivative spectrophotometric, TLC-densitometric, and HPLC determination of acebutolol HCL in presence of its acid-induced degradation product. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 24 (4), 527-534 (2001).
- Elkady, E. F., Mahrouse, M. A. Reversed-phase ion-pair HPLC and TLC-densitometric methods for the simultaneous determination of ciprofloxacin hydrochloride and metronidazole in tablets. Chromatographia. 73 (3-4), 297-305 (2011).
- Musharraf, S. G., Ul Arfeen, ., Shoaib, Q., M, Development and validation of TLC-densitometric method for the quantification of a steroidal drug, danazol in its pharmaceutical formulations. Journal of Planar Chromatography – Modern TLC. 25 (4), 331-337 (2012).
