Estimation du rendement des composés sur la plaque TLC via la technique d’éclairage Blue-LED
Summary
Le présent protocole a développé une méthode pour estimer le rendement des composés sur la plaque TLC en utilisant la technique d’éclairage bleu-LED. Les avantages de cette approche sont qu’elle est sûre, efficace, peu coûteuse et permet au chercheur de mesurer plusieurs échantillons simultanément.
Abstract
La chromatographie sur couche mince (CCM) est une technique analytique accessible qui a été largement utilisée dans la recherche en chimie organique pour quantifier le rendement d’échantillons inconnus. La présente étude a mis au point une méthode efficace, peu coûteuse et sûre pour estimer le rendement des échantillons sur une plaque TLC à l’aide de l’illuminateur bleu-LED. La lovastatine extraite d’Aspergillus terreus était l’exemple de composé utilisé dans la présente étude. Des modèles de régression basés sur la norme de lovastatine ont été utilisés pour évaluer le rendement de la lovastatine. Trois méthodes ont été comparées : le bioessai, la détection UV et l’éclairage LED bleu. Le résultat a montré que la méthode d’éclairage à LED bleue est nettement plus efficace que les méthodes de détection UV et d’essais biologiques. De plus, l’éclairage à DEL bleue était une option relativement sûre en raison des risques biologiques liés à la méthode d’essai biologique (p. ex. infection microbienne) et de l’exposition aux ultraviolets dans la méthode de détection UV. Par rapport aux méthodes coûteuses nécessitant des instruments spécialisés et une formation à long terme avant de travailler de manière indépendante, telles que GC, HPLC et HPTLC, l’utilisation de l’illuminateur bleu-LED était une option économique pour estimer le rendement des échantillons d’une plaque TLC.
Introduction
La chromatographie sur couche mince (CCM) est largement utilisée comme technique qualitative et quantitative dans le domaine de la chimie organique 1,2,3. Les principaux avantages de TLC sont qu’il fournit une détection rapide, des exigences d’échantillonnage flexibles et ne nécessite pas d’équipement spécialisé4. À ce jour, même si de nombreuses approches avancées ont été établies, la CCM reste la principale méthode d’identification des échantillons inconnus dans un mélange. Cependant, le défi de cette approche est le manque d’équipement sûr et peu coûteux pour quantifier le rendement des échantillons, en particulier pour les laboratoires en développement avec des budgets limités. La présente étude visait donc à développer une méthode efficace, sûre et peu coûteuse combinant avec TLC pour estimer le rendement des échantillons.
Contrairement à la CCM haute performance (HPTLC), à la chromatographie liquide à haute performance (CLHP) et à la chromatographie en phase gazeuse (GC) avec des exigences strictes en matière d’échantillons, prenant du temps et impliquant plusieurs étapes pour la préparation des échantillons1,5, la CCM présentait plusieurs avantages. Premièrement, pour la préparation des échantillons, la CLHP et la CG ne peuvent pas détecter l’extrait brut parce que l’extrait brut peut boucher la colonne de CLHP et de CG. Deuxièmement, lorsque les échantillons ne sont pas adaptés aux UV (important pour l’analyse HPLC) ou à faible volatilité (important pour l’analyse GC), la CCM peut être appliquée à ces échantillons, et l’utilisation d’un réactif de visualisation rend les échantillons isolés visibles sur les couches minces 6,7,8. Troisièmement, pour les utilisateurs généraux, la CLHP et la GC nécessitent généralement une formation préalable relativement longue avant de travailler de manière indépendante, par rapport à la CCM. En outre, l’analyse quantitative TLC, connue sous le nom de TLC haute performance (HPTLC), peut numériser les informations sur une plaque TLC avec un scanner très sensible. Cependant, le coût du système HPTLC est relativement élevé. En tant que tel, le développement d’une approche rentable et rapide pour quantifier les échantillons sur la plaque TLC est un sujet important.
Des méthodes similaires ont été mises au point pour la quantification du rendement TLC; par exemple, Johnson9 a rapporté une technique qui permet de quantifier les échantillons sur une plaque TLC en utilisant un scanner à plat attaché à un ordinateur. En 2001, El-Gindy et al.10 ont mis au point la méthode densitométrique TLC, qui a été utilisée pour détecter le composé avec une densité optique, et la technique a également été appliquée par Elkady et al.11. En 2007, Hess2 a présenté la méthode TLC AMÉLIORÉE NUMÉRIQUEMENT (DE-TLC) appliquée pour détecter le rendement d’un composé sur une plaque TLC à l’aide d’un appareil photo numérique combiné à la lumière UV. Hess a également comparé les différences de coûts entre la méthode HPTLC et la méthode DE-TLC et a conclu que la méthode DE-TLC pourrait être utilisée dans les laboratoires des écoles secondaires et des collèges en raison de son coût abordable2. Cependant, le coût de la méthode densitométrique TLC était encore élevé, et le fonctionnement de la lumière ultraviolette nécessite une formation préalable adéquate au cas où les utilisateurs pourraient être exposés au rayonnement ultraviolet. Par conséquent, compatible avec la CCM, il est souhaitable de développer une méthode efficace, sûre et peu coûteuse pour quantifier le rendement de l’échantillon.
La présente étude a décrit un protocole de détection de l’échantillon sur une plaque TLC à l’aide de l’illuminateur bleu-LED et a développé un modèle de régression avec une grande fiabilité (valeur R-carré élevée) pour mesurer les dimensions des bandes, puis déterminer le rendement du composé. Enfin, il a été constaté que la méthode d’éclairage à LED bleue est relativement sûre (vs. Méthode de détection UV), bon marché (vs. GC, CLHP et HPTLC) et une approche efficace (par rapport à la méthode d’essai biologique) pour la quantification du rendement.
Protocol
Representative Results
Discussion
La présente étude décrivait une nouvelle approche, l’illuminateur à LED bleues, pour quantifier les composés sans utiliser d’équipement coûteux et spécialisé, tel que la méthode HPTLC, HPLC et GC, et la méthode a été comparée aux méthodes d’essai biologique et de détection UV pour évaluer la performance de quantification. En conséquence, il a été conclu que la méthode d’éclairage à LED bleues est un protocole relativement sûr et efficace utilisé pour quantifier le rendement des composés …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été financée par le ministère de la Science et de la Technologie de Taïwan (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 |
Referências
- 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).
