使用小量體系，倡導環保實驗

胡旭

薄層色譜法也叫薄層層析法，是一種對少量混合樣品進行快速分離純化、定性、定量分析的重要實驗方法，從二十世紀五十年代發展至今仍廣泛應用于食品、制藥、化妝品、司法檢驗等各個領域。薄層色譜法分析圓珠筆文字色痕實驗是“刑事科學技術導論”“微量物證分析”等專業課程中的一個經典實驗，對學生理解并掌握色譜法及其原理有很好的幫助。

在以往的實驗設計中我們采用大塊玻璃板，手動鋪硅膠G的薄層板，然后在標準體積的層析缸中進行文字色痕的展開，整個實驗過程分為鋪板和制樣展開兩個階段。后來我們改進了材料用具，使用預制的鋁箔薄層板，省去了手工鋪板的階段，用小型標本展示缸來代替標準體積的專用層析缸進行展開。前后兩種實驗方法具體對比如下（如圖1）：

一、實驗方法：手動鋪板，用標準層析缸展開

1.材料

硅膠G粉末、羧甲基纖維素鈉（CMC）、10×20cm玻璃板、推板器、20×20×6cm層析缸、展開劑、提取的圓珠筆色痕樣品、毛細玻璃管等。

2.操作步驟

（1）手工鋪板：稱取0.5克羧甲基纖維素鈉加入1L蒸餾水煮沸配置成0.5%的粘合劑溶液用作固定。然后稱取6克硅膠G粉末加入18ml粘合劑溶液攪拌成均勻的糊狀，涂于潔凈的10×20cm玻璃板上，用推板器涂布均勻，使硅膠漿在玻璃板上薄厚均勻，不帶氣泡，室溫晾干待用。

（2）點樣展開：使用前將晾干的薄層板放入烘箱中升溫至105度恒溫烘烤半小時活化，冷卻后即可點樣。用毛細玻璃管吸取待分析的圓珠筆色痕樣品在距層析板底邊8mm處點樣，為了加大樣品量，可以等前一次的點樣溶劑揮發后在原位重復點樣。將45ml展開劑加入潔凈的20×20×6cm層析缸中，蓋上玻璃蓋使缸中的展開劑飽和20min左右，再將點好試樣的薄層板放入層析缸中展開。

二、實驗方法：使用預制薄層板在小標本缸中展開

1.材料

預制鋁箔薄層板、直徑5cm的標本缸、展開劑、提取的圓珠筆色痕樣品、毛細玻璃管等。

2.操作步驟

點樣展開：將預制的鋁箔薄層板小心地裁成3.5×5cm大小，105度恒溫烘烤半小時活化、冷卻后即可點樣。用毛細玻璃管吸取待分析的圓珠筆色痕樣品在距層析板底邊5mm處點樣。將5ml展開劑加入潔凈的直徑5cm的標本缸中，蓋上蓋子使缸中的展開劑飽和20min左右，再將點好試樣的鋁箔薄層板小心地放入標本缸進行展開。

對比兩種實驗方法的步驟可以發現，第一種方法需要預先鋪板，晾干后才能使用，期間要等待比較久，這個等待的時間超過了正常的學時，以往我們是讓學生在實驗的前一天利用課余時間先來實驗室鋪板，鋪好后放入烘箱晾干，第二天正式實驗前烘烤活化備用。

并不是每次都能在實驗課的前幾天找到學生沒有課的空檔來鋪板，所以這樣的操作步驟給教學的時間安排帶來很大不便。并且由于采用了比較大的玻璃板和標準層析缸，方法一對有機試劑的消耗量比較大，一個班25個組需要約1250ml展開劑。

層析缸口徑大，鋪板的表面積大，在操作時展開劑揮發很快。學生人數比較多，第一次學習薄層色譜法在操作上也很不注意，即使有通風櫥，整個實驗室仍然有很重的展開劑刺激性氣味，尤其是在展開結束后晾干層析板時，大量有機試劑蒸汽的揮發危害師生的身體健康。最后回收的廢液也比較多，增加處理廢液的成本。

第二種方法采用了預制的鋁箔薄層板，省掉了學生鋪板的過程，可以在正常學時內完成整個實驗，有利于教學安排。由于高效薄層板裁剪的尺寸較小，可以使用直徑5cm的標本缸來代替標準的層析缸，這樣整個體系比較小，只需使用5ml展開劑就能進行實驗，有機試劑的用量只有第一種實驗方法的九分之一，一個教學班只需要不到200ml的展開劑。

相對應的，標本缸口徑小，薄層板小，展開劑的揮發量也比較少，實驗室中的刺激性氣味顯著減小，改善了實驗環境，減輕了對師生呼吸道的傷害。實驗結束后產生的廢液也很少，減輕了環保壓力。

從教學和實驗效果上來看，第一種方法需要手工鋪板，由于學生都是第一次鋪板，不是每個人都能鋪出均勻的薄層板，導致樣品的色斑分離效果有好有壞，差別較大，有的學生甚至得不到結果；第二種方法用預制的高效薄層板，只要制樣沒有問題，基本上學生都能得到較好的分析結果，取得較好的教學效果，從圖2的實驗結果可以看出，高效薄層板對樣品的分離度更好。不過在動手能力的培養方面第一種方法要優于第二種方法。

從實驗成本上來看，第二種方法的預制高效薄層板比第一種的手工鋪板要貴一些，由于第一種方法需要用到酒精燈加熱，展開劑用量也比較大，所以第二種方法的總體成本只是稍稍高于第一種，但如果考慮到對實驗教學時間安排的影響以及環保的因素，第二種小量體系的實驗方法會大大優于第一種方法。

因此綜合起來，第二種方法采用的材料和用具縮短了實驗進程，有利于實驗教學的安排，小量體系減少了試劑用量，有利于師生健康和生態環境的保護，并且提升了教學效果而實驗成本卻沒有太大的增加。

這種小量化體系的使用是符合綠色可持續發展觀的，可以推廣到其他的實驗教學中。我們教育工作者應該積極尋找類似的有效措施，科學地開展綠色環保實驗教學，同時培養學生的環保意識和責任感，促進社會可持續發展。

參考文獻：

[1]鄧大中，張明輝.刑事技術專業實驗指導[M].北京：中國人民公安大學出版社，2011.

[2]張建華，陳 寧.微量物證分析學簡明教程[M].北京：中國人民公安大學出版社，2011.

[3]周同惠.薄層色譜法[J].分析試驗室，1986（9）：35-41.

[4]顏曉航.薄層色譜法操作技術控制要點分析[J].安徽醫藥，2012（9）：1271-1272.

[5]郭豫梅，李利華，任傳清，等.創新環保型有機化學實驗教學的研究[J].山東化工，2017（9）：144，146.