高校 · 20分

葉の色素のクロマトグラフィー

緑葉色素を色帯に分離し、それぞれの移動距離を溶媒先端と比べる。

目的

極性や吸着・溶解度の差が混合物を分離する様子を観察し、ペーパーまたは薄層クロマトグラムの保持係数を計算する。

器具と試薬

ホウレンソウなどの緑葉、乳鉢・乳棒、抽出用アセトンまたはエタノール、クロマトグラフィー紙またはシリカ板、適切な非極性展開溶媒、毛細管、鉛筆、定規。

手順

葉色素を抽出し、鉛筆で原点線を引き、紙またはプレートに濃縮試料を小さくスポットする。
原点が溶媒面より上になるように紙片を密閉展開槽に入れ、溶媒が上昇して色帯が分離する様子を見る。
溶媒が蒸発する前に先端を印し、原点から各帯の中心および溶媒先端までの距離を測る。
Rf = 色素の移動距離 / 溶媒先端の移動距離を計算し、最も速い色素と遅い色素を特定する。

観察すること

混合色素は橙・黄・緑の帯に分かれる。典型的な順相分離では、非極性の β-カロテンが最も遠くへ移動し、より極性の高いクロロフィルは強く保持される。
Rf は無次元で、固定相・溶媒組成・温度・槽内飽和度に依存する。同じ条件で測定した値だけを比較する。

解説

固定相（セルロース／シリカ）と移動相溶媒への分配が極性によって色素を分ける。非極性の β-カロテンが最も遠くまで進み、次にキサントフィル、クロロフィル a、b の順である。Rf =（バンド中心までの距離）/（溶媒先端までの距離）は無次元で、同一条件でのみ比較できる。

実験の歴史

1906 年、植物学者ミハイル・ツヴェットが葉の抽出液を白亜のカラムに通し、緑と黄色のバンドが分かれるのを見た — 「クロマトグラフィー」、文字通り「色で書く」である。その手法は 30 年間忘れられ、1930 年代にクーンとレデラーがカロテン分離に復活させ、マーチンとシングの分配理論（1941）により今日の分析の柱となった。