Schatting van de opbrengst van verbindingen op de TLC-plaat via de Blue-LED-verlichtingstechniek
Summary
Het huidige protocol ontwikkelde een methode om de opbrengst van verbindingen op de TLC-plaat te schatten met behulp van de blauw-LED-verlichtingstechniek. De voordelen van deze aanpak zijn dat het veilig, effectief en goedkoop is en de onderzoeker in staat stelt om meerdere monsters tegelijkertijd te meten.
Abstract
Thin-layer chromatography (TLC) is een toegankelijke analytische techniek die op grote schaal is gebruikt in organisch chemisch onderzoek om de opbrengst van onbekende monsters te kwantificeren. De huidige studie ontwikkelde een effectieve, goedkope en veilige methode om de opbrengst van monsters op een TLC-plaat te schatten met behulp van de blauwe LED-verlichting. Lovastatine geëxtraheerd uit Aspergillus terreus was de voorbeeldverbinding die in deze studie werd gebruikt. Regressiemodellen op basis van de lovastatinestandaard werden gebruikt om de opbrengst van lovastatine te evalueren. Drie methoden werden vergeleken: bioassay, UV-detectie en blue-LED-verlichting. Het resultaat toonde aan dat de blauwe LED-verlichtingsmethode aanzienlijk tijdsefficiënter is dan UV-detectie- en bioassaymethoden. Bovendien was de blauwe LED-verlichting een relatief veilige optie vanwege de bezorgdheid over biologische gevaren in de bioassay-methode (bijv. Microbiële infectie) en ultraviolette blootstelling in de UV-detectiemethode. Vergeleken met de dure methoden die gespecialiseerde instrumenten en langdurige training vereisen voordat zelfstandig wordt gewerkt, zoals GC, HPLC en HPTLC, was het gebruik van de blauwe LED-verlichting een economische optie om de opbrengst van monsters van een TLC-plaat te schatten.
Introduction
Dunnelaagchromatografie (TLC) wordt veel gebruikt als kwalitatieve en kwantitatieve techniek op het gebied van organische chemie 1,2,3. De belangrijkste voordelen van TLC zijn dat het snelle detectie, flexibele monstervereisten biedt en geen gespecialiseerde apparatuur vereist4. Tot op heden is TLC, hoewel er veel geavanceerde benaderingen zijn vastgesteld, nog steeds de belangrijkste methode voor het identificeren van onbekende monsters in een mengsel. De uitdaging van deze aanpak is echter het gebrek aan veilige en goedkope apparatuur voor het kwantificeren van de monsteropbrengst, vooral voor het ontwikkelen van laboratoria met beperkte budgetten. De huidige studie was daarom gericht op het ontwikkelen van een efficiënte, veilige en goedkope methode in combinatie met TLC om de opbrengst van de monsters te schatten.
In tegenstelling tot high-performance TLC (HPTLC), high-performance vloeistofchromatografie (HPLC) en gaschromatografie (GC) met strenge monstervereisten, tijdrovend en betrokkenheid van meerstappen voor monstervoorbereiding 1,5, toonde TLC verschillende voordelen. Ten eerste kunnen de HPLC en GC voor monstervoorbereiding het ruwe extract niet detecteren omdat het ruwe extract de kolom HPLC en GC kan aansluiten. Ten tweede, wanneer de monsters niet UV-geschikt zijn (belangrijk voor HPLC-analyse) of met een lage vluchtigheid (belangrijk voor GC-analyse), kan TLC op deze monsters worden toegepast en het gebruik van visualisatiereagens maakt de geïsoleerde monsters zichtbaar op dunne lagen 6,7,8. Ten derde vereisen HPLC en GC voor algemene gebruikers over het algemeen een relatief lange pre-training voordat ze zelfstandig werken, in vergelijking met TLC. Bovendien kan kwantitatieve TLC-analyse, bekend als high-performance TLC (HPTLC), de informatie op een TLC-plaat digitaliseren met een zeer gevoelige scanner. De kosten van het HPTLC-systeem zijn echter relatief duur. Als zodanig is het ontwikkelen van een kosteneffectieve en snelle aanpak om monsters op de TLC-plaat te kwantificeren een belangrijk onderwerp.
Voor de kwantificering van de TLC-opbrengst zijn vergelijkbare methoden ontwikkeld; Johnson9 rapporteerde bijvoorbeeld een techniek die de kwantificering van de monsters op een TLC-plaat mogelijk maakt met behulp van een flatbedscanner die op een computer is aangesloten. In 2001 ontwikkelden El-Gindy et al.10 de TLC-densitometrische methode, die werd gebruikt om de verbinding met optische dichtheid te detecteren, en de techniek werd ook toegepast door Elkady et al.11. In 2007 presenteerde Hess2 de digitally enhanced-TLC (DE-TLC) methode toegepast om de opbrengst van een verbinding op een TLC-plaat te detecteren met behulp van een digitale camera in combinatie met UV-licht. Hess vergeleek ook de kostenverschillen tussen HPTLC en DE-TLC-methode en concludeerde dat de DE-TLC-methode kon worden gebruikt in middelbare school- en universiteitslaboratoria vanwege de betaalbare kosten2. De kosten van de TLC-densitometrische methode waren echter nog steeds duur en de werking van ultraviolet licht vereist adequate pre-training voor het geval de gebruikers kunnen worden blootgesteld aan ultraviolette straling. Daarom is het wenselijk om, compatibel met TLC, een efficiënte, veilige en goedkope methode te ontwikkelen om de monsteropbrengst te kwantificeren.
De huidige studie beschreef een protocol voor het detecteren van het monster op een TLC-plaat met behulp van de blauwe LED-illuminator en ontwikkelde een regressiemodel met hoge betrouwbaarheid (hoge R-kwadraatwaarde) om de afmetingen van de banden te meten en vervolgens de samengestelde opbrengst te bepalen. Ten slotte bleek dat de blauwe LED-verlichtingsmethode relatief veilig is (vs. UV-detectiemethode), goedkoop (vs. GC, HPLC en HPTLC), en effectieve (vs. bioassay methode) benadering voor opbrengstkwantificering.
Protocol
Representative Results
Discussion
De huidige studie beschreef een nieuwe benadering, de blue-LED illuminator, om verbindingen te kwantificeren zonder dure en gespecialiseerde apparatuur te gebruiken, zoals HPTLC, HPLC en GC-methode, en de methode werd vergeleken met de bioassay en UV-gedetecteerde methoden om kwantificeringsprestaties te evalueren. Als gevolg hiervan werd geconcludeerd dat de blue-LED-verlichtingsmethode een relatief veilig en effectief protocol is dat wordt gebruikt om de opbrengst van gerichte verbindingen op de TLC-plaat te kwantifice…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Deze studie werd ondersteund door het Ministerie van Wetenschap en Technologie, 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 |
References
- 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).
