Organische Chemie für Schüler/ Dünnschichtchromatografie von Pflanzenblattextrakt

Dünnschichtchromatografie von Pflanzenblattextrakt

Versuchsziel

Durch  dünnschichtchromatografische Untersuchung von Pflanzenblattextrakt kann man erkennen, welche Farbstoffkomponenten dort vorkommen.

Versuchsmaterial

• mit einem adsorbierenden Trägermaterial (z. B.  Kieselgel) fertig beschichtete Glas- oder Kunststoffplatte, Chlorophyllextrakt (Herstellung s. unten), Laufmittel (Gemisch aus  Benzin- Isopropanol, Mischverhältnis 10:1), Kapillarröhrchen oder Mikropipette, Laufkammer (alternativ großes, verschließbares Glas)
• für den Chlorophyllextrakt: frische, grüne Blätter, z.B. von Spinat oder Salat (im Winter auch Wintersalat),  Aceton (20 ml),  Calciumcarbonat (Spatelspitze), gereinigter Seesand, Mörser mit Pistill, Erlenmeyer-Kolben, Trichter, Faltenfilter, Aluminiumfolie (nicht zwingend nötig: Bleistift, Lineal)

Isolierung der Blattpigmente

Ca. 5 g Blattmaterial werden unter Verwerfung der starken Blattrippen sowie der Stiele in kleine Stücke zerrissen und in den Mörser gegeben. Zum zerkleinerten Blattmaterial wird eine Spatelspitze Calciumcarbonat und etwas Seesand hinzugegeben. Calciumcarbonat dient der Pufferung von Säuren, die in der Zelle enthalten sind, Seesand dem besseren Aufschluss. Die Blätter werden nach Zugabe von Aceton zerrieben. Manchmal ist es günstig mehrfach kleinere Portionen Aceton zuzugeben. Wenn eine kräftig dunkelgrün gefärbte Lösung entstanden ist, wird diese in einen Erlenmeyer-Kolben abfiltriert.

Achtung: Die entstandene Lösung ist sauerstoff-, licht- und wärmeempfindlich. Sie muss deshalb in einem mit Aluminiumfolie umwickelten Gefäß oder in einem Braunglaskolben gut verschlossen im Kühlschrank aufbewahrt werden. Der Extrakt sollte auch so bald wie möglich verwendet werden.

Chromatographie

Versuchsergebnis:  Neoxanthin,  Violaxanthin ,  Lutein,  Chlorophyll A,  Chlorophyll B,  Phaeophytin,  β-Carotin

Der gewonnene Extrakt wird mit einem Kapillarröhrchen oder einer Mikropipette auf eine hochkant gelegte, beschichtete (raue) Seite der Platte sparsam aufgetragen. Dies kann, je nach Methode, punktförmig (Abstand von unten: etwa 1,5 cm), oder linienförmig (etwa 1,5 cm parallel zur unteren Kante) geschehen. Die Auftragslinie kann mit einem feinen Bleistift gekennzeichnet werden. Nachdem der Extrakt auf der Platte getrocknet ist, kann dieser Auftragevorgang wiederholt werden. Dies soll etwa 10 bis 15 mal passieren. Ist auf der Platte ein dann der grüne Punkt (bzw. die Linie) wieder getrocknet, wird die Platte in die mit Laufmittel gefüllte Kammer gestellt, die danach geschlossen wird. Das Laufmittel darf auf keinen Fall über der Startlinie stehen. Die Kammer sollte jetzt nicht mehr oder nur sehr vorsichtig berührt werden, da nun der Fliessvorgang beginnt. Sobald die Flüssigkeit bis fast zum Ende der Platte gestiegen ist, wird es aus dem Glas genommen und getrocknet.

Die Farbenpracht ist allerdings nicht von langer Dauer: nach dem Trocknen sind die Gelb-Anteile bereits verblichen. Nach einiger Zeit verbleiben nur noch unterschiedliche Grüntöne auf der Platte.

Hinweis: Je länger der Chlorophyllextrakt vor dem Versuch stand, umso größer ist der Grau-Anteil auf der beschichteten Platte. Dies liegt daran, dass der graue Anteil aus Abbaustoffen des Chlorophylls besteht, die erst nach der Extraktherstellung und unter Sauerstoff-, Wärme- oder Lichtzufuhr gebildet werden. Deshalb ist es ratsam, die Lösung so aufzubewahren wie oben beschrieben.

Erklärung des Fließvorgangs

Das Fließmittel wird nach oben hin von der Platte aufgenommen. Dabei trägt es den Chlorophyllextrakt mit sich. Die verschiedenen Adsorbtionsfähigkeiten der einzelnen Bestandteile des Blattes sorgen dafür, dass sich das Blattgrün in seine Bestandteile aufgliedert. Dank dieser Methode kann man feststellen, aus welchen Komponenten der Blattfarbstoff besteht (siehe linke Abbildung).

• Der Versuch in 7 Bildern
• 
  Erster Schritt
• 
  Zweiter Schritt
• 
  Dritter Schritt
• 
  Vierter Schritt
• 
  Fünfter Schritt
• 
  Sechster Schritt
• 
  Siebter Schritt
• 
  Ergebnisse

Diese Abbildungen zeigen die Trennung der einzelnen Farbstoffe in sieben Schritten. Das Carotin verteilt sich weit nach oben und ist deshalb nur bis Abb. 2 sichtbar.