使用小量体系，倡导环保实验

胡旭

薄层色谱法也叫薄层层析法，是一种对少量混合样品进行快速分离纯化、定性、定量分析的重要实验方法，从二十世纪五十年代发展至今仍广泛应用于食品、制药、化妆品、司法检验等各个领域。薄层色谱法分析圆珠笔文字色痕实验是“刑事科学技术导论”“微量物证分析”等专业课程中的一个经典实验，对学生理解并掌握色谱法及其原理有很好的帮助。

在以往的实验设计中我们采用大块玻璃板，手动铺硅胶G的薄层板，然后在标准体积的层析缸中进行文字色痕的展开，整个实验过程分为铺板和制样展开两个阶段。后来我们改进了材料用具，使用预制的铝箔薄层板，省去了手工铺板的阶段，用小型标本展示缸来代替标准体积的专用层析缸进行展开。前后两种实验方法具体对比如下（如图1）：

一、实验方法：手动铺板，用标准层析缸展开

1.材料

硅胶G粉末、羧甲基纤维素钠（CMC）、10×20cm玻璃板、推板器、20×20×6cm层析缸、展开剂、提取的圆珠笔色痕样品、毛细玻璃管等。

2.操作步骤

（1）手工铺板：称取0.5克羧甲基纤维素钠加入1L蒸馏水煮沸配置成0.5%的粘合剂溶液用作固定。然后称取6克硅胶G粉末加入18ml粘合剂溶液搅拌成均匀的糊状，涂于洁净的10×20cm玻璃板上，用推板器涂布均匀，使硅胶浆在玻璃板上薄厚均匀，不带气泡，室温晾干待用。

（2）点样展开：使用前将晾干的薄层板放入烘箱中升温至105度恒温烘烤半小时活化，冷却后即可点样。用毛细玻璃管吸取待分析的圆珠笔色痕样品在距层析板底边8mm处点样，为了加大样品量，可以等前一次的点样溶剂挥发后在原位重复点样。将45ml展开剂加入洁净的20×20×6cm层析缸中，盖上玻璃盖使缸中的展开剂饱和20min左右，再将点好试样的薄层板放入层析缸中展开。

二、实验方法：使用预制薄层板在小标本缸中展开

1.材料

预制铝箔薄层板、直径5cm的标本缸、展开剂、提取的圆珠笔色痕样品、毛细玻璃管等。

2.操作步骤

点样展开：将预制的铝箔薄层板小心地裁成3.5×5cm大小，105度恒温烘烤半小时活化、冷却后即可点样。用毛细玻璃管吸取待分析的圆珠笔色痕样品在距层析板底边5mm处点样。将5ml展开剂加入洁净的直径5cm的标本缸中，盖上盖子使缸中的展开剂饱和20min左右，再将点好试样的铝箔薄层板小心地放入标本缸进行展开。

对比两种实验方法的步骤可以发现，第一种方法需要预先铺板，晾干后才能使用，期間要等待比较久，这个等待的时间超过了正常的学时，以往我们是让学生在实验的前一天利用课余时间先来实验室铺板，铺好后放入烘箱晾干，第二天正式实验前烘烤活化备用。

并不是每次都能在实验课的前几天找到学生没有课的空档来铺板，所以这样的操作步骤给教学的时间安排带来很大不便。并且由于采用了比较大的玻璃板和标准层析缸，方法一对有机试剂的消耗量比较大，一个班25个组需要约1250ml展开剂。

层析缸口径大，铺板的表面积大，在操作时展开剂挥发很快。学生人数比较多，第一次学习薄层色谱法在操作上也很不注意，即使有通风橱，整个实验室仍然有很重的展开剂刺激性气味，尤其是在展开结束后晾干层析板时，大量有机试剂蒸汽的挥发危害师生的身体健康。最后回收的废液也比较多，增加处理废液的成本。

第二种方法采用了预制的铝箔薄层板，省掉了学生铺板的过程，可以在正常学时内完成整个实验，有利于教学安排。由于高效薄层板裁剪的尺寸较小，可以使用直径5cm的标本缸来代替标准的层析缸，这样整个体系比较小，只需使用5ml展开剂就能进行实验，有机试剂的用量只有第一种实验方法的九分之一，一个教学班只需要不到200ml的展开剂。

相对应的，标本缸口径小，薄层板小，展开剂的挥发量也比较少，实验室中的刺激性气味显著减小，改善了实验环境，减轻了对师生呼吸道的伤害。实验结束后产生的废液也很少，减轻了环保压力。

从教学和实验效果上来看，第一种方法需要手工铺板，由于学生都是第一次铺板，不是每个人都能铺出均匀的薄层板，导致样品的色斑分离效果有好有坏，差别较大，有的学生甚至得不到结果；第二种方法用预制的高效薄层板，只要制样没有问题，基本上学生都能得到较好的分析结果，取得较好的教学效果，从图2的实验结果可以看出，高效薄层板对样品的分离度更好。不过在动手能力的培养方面第一种方法要优于第二种方法。

从实验成本上来看，第二种方法的预制高效薄层板比第一种的手工铺板要贵一些，由于第一种方法需要用到酒精灯加热，展开剂用量也比较大，所以第二种方法的总体成本只是稍稍高于第一种，但如果考虑到对实验教学时间安排的影响以及环保的因素，第二种小量体系的实验方法会大大优于第一种方法。

因此综合起来，第二种方法采用的材料和用具缩短了实验进程，有利于实验教学的安排，小量体系减少了试剂用量，有利于师生健康和生态环境的保护，并且提升了教学效果而实验成本却没有太大的增加。

这种小量化体系的使用是符合绿色可持续发展观的，可以推广到其他的实验教学中。我们教育工作者应该积极寻找类似的有效措施，科学地开展绿色环保实验教学，同时培养学生的环保意识和责任感，促进社会可持续发展。

参考文献：

[1]邓大中，张明辉.刑事技术专业实验指导[M].北京：中国人民公安大学出版社，2011.

[2]张建华，陈 宁.微量物证分析学简明教程[M].北京：中国人民公安大学出版社，2011.

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[5]郭豫梅，李利华，任传清，等.创新环保型有机化学实验教学的研究[J].山东化工，2017（9）：144，146.