Sac ký và tách chiêt là các ky thuat tách và xác ñVnh các chât trong Hóa h c phân tích hien ñi, nó bao gôm sac ký lng hieu năng cao (HPLC), ñien di mao qun hieu năng cao (HPCE), sac ký khí (GC) và các ky thuat chiêt lng lng (LLEx), chiêt pha ran (SPE). Các ky thuat sac ký và tách chiêt này là mot phân quan tr ng c+a Hóa h c phân tích hien ñi, ñac biet là trong phân tích lưZng nh và lưZng vêt các chât. Sac ký lng hieu năng cao, sac ký khí, ñien di mao qun là nhung ky thuat tách và xác ñVnh ñông thRi các chât trong mot hon hZp mau. Trong khong 20 năm qua, HPLC, HPCE, GC và các ky thuat chiêt tách ñã và ñang ñưZc phát trien rât nhanh và ng dFng ñt hieu qu cao trong viec tách, phân tích ñVnh tính và ñVnh lưZng các chât khác nhau tb vô cơ ñên huu cơ, mà sac ký co ñien không ñáp ng ñưZc, như ño nhy cao, tôc ño phân tích cao, cân ít mau, tách và xác ñVnh ñông thRi ñưZc nhiêu chât trong mot hon hZp mau. Ngày nay, to hZp c sac ký khí (GC), sac ký lng áp suât cao (HPLC), ñien di mao qun hieu năng cao (HPCE) ñã cho phép chúng ta gii quyêt ñưZc nhiêu vân ñê th(c tê c+a phân tích. Nhât là trong khong 15 năm tr` li ñây, s( phát trien và ng dFng c+a ky thuat phân tích HPLC, GC và HPCE ñã ñi vào m i lĩnh v(c c+a Hoá h c phân tích, tb ña lưZng ñên vi lưZng, cũng như ñiêu chê. các nưac tiêĩl tiên, nhiêu phòng thí nghiem HPLC, HPCE, GC ñã ñưZc xây d(ng ñe phFc vF th(c tê nghiên c u và sn xuât công nông nghiep, ñVa chât, y dưZc h c và phân tích môi trưRng. Nhiêu sách chuyên sâu vê ky thFat phân tích này ñã ñưZc biên son. Nhiêu hoi nghV khoa h c quôc tê ñã ñưZc to ch c hang năm. Phi nói rang, ky thuat phân tích HPLC, GC và HPC ñã tr` thành mot nhóm trong các ky thuat phân tích hien ñi quan tr ng, có hieu qu cao ñe xác ñVnh các chât hàm lưZng nh và vêt. nưac ta, ky thuat phân tích GC, HPLC và HPCE cũng ñã và ñang ñưZc nghiên c u và phát trien cũng như ng dFng trong mot sô lĩnh v(c khác nhau c+a nghiên c u khoa h c và sn xuât. Mot sô vien nghiên c u khoa h c, trưRng ñi h c, trung tâm ñã có các he thông trang bV vê ky thuat phân tích GC, HPLC và HPCE hoac do nưac ta t( ñâu tư, hoac ñưZc s( vien trZ c+a nưac ngoài theo các chương trình hZp tác nghiên c u khoa h c và ñào to. Mot sô cán bo khoa h c và ky thuat viên c+a ta cũng ñã ñưZc ñên các nưac tiên tiên ñe h c tap, tu nghiep hay trao ñoi nghiên c u vê các ky thuat phân tích này. Song hien nay còn rât nhiêu cán bo chưa ñưZc ñào to h c tap mot cách có he thông, h muôn tìm hieu và h c tap cũng như sq dFng ky thuat phân tích GC, HPLC hay HPCE cho công viec c+a mình, nhưng li bV hn chê vê ngoi ngu hoac không có ñiêu kien ra nưac ngoài tu nghiep. Các tài lieu vê ky thuat này li quá hiêm, chưa có bang tiêng Viet, mà ch+ yêu là bang tiêng Anh, ð c, Pháp và Nga. ðây là mot th(c tê khó khăn cho viec ng dFng và phát trien ky thuat GC, HPLC và HPCE hien nay ` nưac ta c+a nhiêu cán bo và ky thuat viên phân tvch, mac dù nhiêu cơ s` ñã có trang bV ñây ñ+ các loi máy móc, song s( hieu biêt cơ s` lý thuyêt c+a ky thuat phân tích GC, HPLC và HPCE còn bV hn chê.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON NG ĐẠ O TP Q UY NH ƠN PHẠM LUẬN ■ ■ N HƯ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DI Ễ N ĐÀ N TO ÁN -L Í- HĨ A 10 00 B TR Ầ SẮC KÝ VÀ CHIÉT TÁCH NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Bản quyền thuộc Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội NH ƠN Mọi hình thức xuất bản, chép mà khơng có cho phép văn nhà xuất vi phạm pháp luật Í- HĨ A 10 00 B TR Ầ N HƯ NG ĐẠ O TP Q UY Mã sổ: 546 - 2014/CXB/04 - 07/BKHN Phạm Luận TO ÁN -L Biên mực xuất phẩm Thư viện Quốc gia Việt Nam Phương pháp phân tích sắc ký chiết tách / Phạm Luận - H : Bách khoa Hà Nội, 2014 796tr.: hình vẽ, bảng ; 27cm ĐÀ N Thư mục cuối phần DI Ễ N ISBN 978-604-911-987-3 Hoá phân tích sắc ký Chiết tách 543.8 -dc23 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú BKK0016p-CIP WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON LỜI TựA TP Q UY NH ƠN Hóa học phân tích ngành khoa học có tích họp cao nhiều ngành khoa học tự nhiên như: hóa học, vật lý, tốn học, tin học, sinh học, mơi trường, Nhiệm vụ hóa học phân tích bao gồm phân tích định tính để xác ñịnh thành phần hay cấu trúc mẫu, phân tích ñịnh lượng hay ñể phân tách chất ñiều chế họp chất siêu tinh khiết Vì hóa học phân tích ln đóng vai trị quan trọng khoa học, kỹ thuật, nghiên cứu, xã hội cơng tác điều tra, phát triển tiềm năng, khai thác tài ngun khống sản, đánh giá chất lượng sản phẩm, ĐẠ O Các phương pháp kỹ thuật hóa học phân tích nước ta ñược phát triển ứng dụng từ nhiều năm Tại phịng thí nghiệm đơn vị đào tạo, viện nghiên cứu nhà máy sản xuất ñều ñược trang bị hệ thống thiết bị phân tích ngồi nước, tị cổ điển đến đại, từ ñơn giản ñến phức tạp Tuy nhiên tài liệu tiếng Việt giới thiệu ñầy ñủ sở lý thuyết phương pháp phân tích vậ hướng dẫn cụ thể kỹ thuật phân tích chưa có chưa đầy đủ nên thực tế khó khăn cho việc đào tạo, ứng dụng phát triển ngành hóa học phân tích nước ta NG Xuất phát tị thực tế đó, Nhà xuất Bách khoa Hà Nội xin giới thiệu bạn đọc Bộ sách chun ngành “HĨA HỌC PHÂN TÍCH HIỆN ðẠI” gồm cuốn: Phương pháp phân tích phổ ngun tị HƯ Phương pháp phân tích phổ phân tơ TR Ầ Phương pháp xử lý chuẩn bị mẫu phân tích N Phương pháp phân tích sắc ký chiết tách Hóa học phân tích sở Phương pháp phân tích điện hóa HĨ A 10 00 B Tác giả sách Nhà giáo Ưu tú - GS TS Phạm Luận, người ñã nhiều năm giảng dạy, nghiên cứu làm việc lĩnh vực Hóa học phân tích Bộ sách phần thành tựu tác giả người tâm huyết với việc biên soạn sách chuyên ngành ñể lưu truyền lại cho xã hội kiến thức kinh nghiệm quý báu ñã ñược ñúc kết nghiệp ông Tôi tin Bộ sách cơng cụ đặc biệt hữu ỉ’ch, cẩm nang kiến thức lý thuyết thực hành “HĨA HỌC PHÂN TÍCH HIỆN ðẠI” cho sinh viên, giảng viên, nghiên cứu viên cán làm việc liên quan ñến lĩnh vực phân tích TO ÁN -L Í- Nhân dịp mắt Bộ sách, trước tiên tơi xin trân trọng cảm ơn tác giả NGƯT GS TS Phạm Luận ñã tuổi 76 dành tồn tâm huyết cơng sức để hồn thiện thảo Bộ sách Tôi xin cảm ơn cán Nhà xuất Bách khoa Hà Nội ñã nỗ lực tận tâm ñế thực xuất Bộ sách ðặc biệt xin chân thành cảm ơn ơng Hồng Anh Tuấn - Phó Chủ tịch Hội đồng Phịng thử nghiệm Việt Nam - VINALAB, giúp đỡ đóng góp kinh phí ñể biến ý tưởng, kế hoạch ban ñầu chúng tơi thành sách xuất ñẹp có giá trị khoa học - xã hội cao ĐÀ N Bộ sách cịn có thiếu sót hay hạn chế đó, chúng tơi mong nhận góp ý từ bạn đọc để tác giả Nhà xuất tiếp thu bổ sung cho lần xuất DI Ễ N Xin trân trọng giới thiệu bạn ñọc! GIÁM ðỐC - TỔNG BIÊN TẬP NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú TS PHÙNG LAN HƯƠNG WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON > DI Ễ N ĐÀ N TO ÁN -L Í- HĨ A 10 00 B TR Ầ N HƯ NG ĐẠ O TP Q UY NH ƠN WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON NH ƠN WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LỜI NÓI ðÀU TP Q UY Sắc ký tách chiết kỹ thuật tách xác ñịnh chất Hóa học phân tích đại, bao gồm sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC), ñiện di mao quản hiệu cao (HPCE), sắc ký khí (GC) kỹ thuật chiết lỏng - lỏng (LLEx), chiết pha rắn (SPE) Các kỹ thuật sắc ký tách chiết phần quan trọng Hóa học phân tích đại, đặc biệt phân tích lượng nhỏ lượng vết chất ĐẠ O Sắc ký lỏng hiệu cao, sắc ký khí, điện di mao quản kỹ thuật tách xác ñịnh ñồng thời chất hỗn hợp mẫu NG Trong khoảng 20 năm qua, HPLC, HPCE, GC kỹ thuật chiết tách ñã ñang ñược phát triển nhanh ứng dụng ñạt hiệu cao việc tách, phân tích định tính định lượng chất HƯ khác từ vơ đến hữu cơ, mà sắc ký cổ điển khơng đáp ứng được, độ nhạy cao, tốc độ phân tích cao, cần mẫu, tách xác ñịnh ñồng thời ñược nhiều chất hỗn hợp mẫu N Ngày nay, tổ hợp sắc ký khí (GC), sắc ký lỏng áp suất cao (HPLC), ñiện di mao quản hiệu TR Ầ cao (HPCE) ñã cho phép giải ñược nhiều vấn ñề thực tế phân tích Nhất khoảng 15 năm trở lại ñây, phát triển ứng dụng kỹ thuật phân tích HPLC, GC HPCE B vào lĩnh vực Hố học phân tích, từ đa lượng đến vi lượng, ñiều chế 00 Ở nước tiêĩl tiến, nhiều phòng thí nghiệm HPLC, HPCE, GC xây dựng để phục vụ 10 thực tế nghiên cứu sản xuất cơng nơng nghiệp, địa chất, y dược học phân tích mơi trường Nhiều A sách chun sâu kỹ thụật phân tích biên soạn Nhiều hội nghị khoa học quốc tế HĨ tổ chức năm Phải nói rằng, kỹ thuật phân tích HPLC, GC HPCẸ trở thành nhóm kỹ thuật phân tích đại quan trọng, có hiệu cao ñể xác ñịnh chất hàm lượng nhỏ vết Í- Ở nước ta, kỹ thuật phân tích GC, HPLC HPCE ñã ñang ñược nghiên cứu phát -L triển ứng dụng số lĩnh vực khác nghiên cứu khoa học sản xuất Một số viện nghiên cứu khoa học, trường đại học, trung tâm có hệ thống trang bị kỹ thuật phân tích TO ÁN GC, HPLC HPCE nước ta tự ñầu tư, viện trợ nước ngồi theo chương trình hợp tác nghiên cứu khoa học ñào tạo Một số cán khoa học kỹ thuật viên ta ñã ñược ñến nước tiên tiến ñể học tập, tu nghiệp hay trao ñổi nghiên cứu kỹ thuật phân tích ĐÀ N Song nhiều cán chưa ñược ñào tạo học tập cách có hệ thống, họ muốn tìm hiểu học tập sử dụng kỹ thuật phân tích GC, HPLC hay HPCE cho cơng việc mình, lại bị hạn chế ngoại ngữ khơng có điều kiện nước ngồi tu nghiệp Các tài liệu kỹ thuật N lại hiếm, chưa có tiếng Việt, mà chủ yếu tiếng Anh, ðức, Pháp Nga ðây DI Ễ thực tế khó khăn cho việc ứng dụng phát triển kỹ thuật GC, HPLC HPCE nước ta nhiều cán kỹ thuật viên phân tỉch, nhiều sở có trang bị đầy đủ loại máy móc, song hiểu biết sở lý thuyết kỹ thuật phân tích GC, HPLC HPCE cịn bị hạn chế Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Xuất phát từ thực tế ñó, tác giả mạnh dạn biên soạn sách sở “Phương pháp phân tích sắc ký chiết tách” để góp phần phục vụ cơng tác đào tạo sinh viên ñại học, thạc sỹ, tiến sỹ NH ƠN chun ngành Hố phân tích đáp ứng phần nhu cầu nhiều cán muốn tìm hiếu vê kỹ thuật phân tích GC, HPLC, HPCE kỹ thuật chiết tách phân tích, số bạn đọc cần tìm hiểu học hỏi kỹ thuật phân tích Nội dung sách gồm chương TP Q UY sau: Sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC); ðiện di mao quản hiệu cao (HPCE); Sắc ký khí (GC); ' ĐẠ O Các kỹ thuật chiết tách (LLEx, SPE, GCEx) NG Vì sách ñầu tiên lĩnh vực ñược biên soạn tiếng Việt nên chắn tránh khỏi thiếu sót định Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp tất bạn ñọc, bạn ñồng nghiệp xa gần ñể bổ sung hoàn thiện nội dung sách cho lần xuất sau Tác giả GS TS PHẠM LUẬN DI Ễ N ĐÀ N TO ÁN -L Í- HĨ A 10 00 B TR Ầ N HƯ Nhân dịp xuất sách, tác giả xin chân thành cảm ơn GS TS H Poppe, GS TS J.C Kraak, PGS TS Phạm Gia Huệ, GS TS Nguyễn ðức Huệ, PGS TS Nguyễn Văn Ri, TS W.Th Kook, KS w J Elgersma, KS R Oster Vink, có ĩửiiều ý kiến đóng góp cho việc xây dựng nội dung sách Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON NH ƠN WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM MỤC LỤC TP Q UY Lời tựa .3 Lời nói đầu Bảng chữ viết tắ t 13 ĐẠ O Chương c s LÝ THUYẾT SẮC KÝ LỎNG HIỆUNĂNG CAO 21 1.1 Những khái niệm kỹ thuật tách sắc k ý 21 1.1.1 Những khái niệm kỹ thuật sắc ký 21 NG 1.1.2 Nguyên tắc cấu tạo hệ thống HPLC 23 HƯ 1.1.3 Phân loại mức ñộ tách HPLC 25 1.1.4 Nguyên tắc trình sắc ký cột tách 25 N 1.2 Cơ s lý thuyết kỹ thuật HPLC 28 TR Ầ 1.2.1 Khái quát trình tách sắc k ý 28 1.2.2 Các ñại lượng ñặc trưng HPLC .28 1.2.3 Pha tĩnh HPLC 48 00 B 1.2.4 Pha ñộng HPLC 64 10 1.2.5 Lực rửa giải thành phần pha ñộng 72 1.2.6 Các cân ñộng học cột tách HPLC 77 HÓ A 1.2.7 Ảnh hưởng cấu trúc phân tử chất tan 82 1:2.8 Ảnh hưởng thể tích mẫu nạp vào cột tách 85 Í- 1.2.9 Rửa giải có gradient thành phần pha ñộng 87 -L 1.2.10 Ảnh hưởng nhiệt ñộ 89 1.2.11 ðộ chọn lọc hệ pha HPLC 91 TO ÁN 1.2.12 Tách hai cột 93 1.2.13 Tối ưu hóa điều kiện cho q trình sắc k ý .95 1.2.14 Chế tạo cột tách kiểm tra cột tách 99 ĐÀ N 1.3 Trang thiết bị kỹ thuật HPLC 102 1.3.1 Khái quát chung 102 1.3.2 Bơm cao áp HPLC 104 DI Ễ N 1.3.3 Van bơm mẫu HPLC 108 1.3.4 Cột tách sắc ký 109 1.3.5 Các loại detector HPLC 111 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 1.4 Phân tích ñịnh tính ñịnh lượng HPLC 134 1.4.1 Phân tích định tính 134 NH ƠN 1.4.2 Phân tích định lượng 136 1.4.3 Phân tích bán định lượng 141 1.4.4 Một số kỹ thuật phụ trợ HPLC 143 TP Q UY 1.5 Sự phát triển HPLC lên UHPLC 146 1.5.1 Yêu cầu thực tế tách phân tích HPLC 146 1.5.2 Sự phát triển HPLC lên UHPLC 147 1.5.3 Phần mềm (chương trình) ñiều khiển 153 ĐẠ O 1.5.4 Ví dụ sản phẩm UHPLC .153 1.5.5 Các ưu nhược ñiểm phạm vi ứng dụng UHPLC 154 1.6 Kỹ thuật HPLC phân tích định dạng .156 NG 1.7 Một số ví dụ ứng dụng HPLC UHPLC 166 HƯ 1.8 Ví dụ số máy HPLC UHPLC 177 Tài liệu tham khảo 183 TR Ầ N Chương c SỞ LÝ THUYẾT ðIỆN DI MAO QUẢN HÍÊU NĂNG CAO 185 2.1 ðại cương ñiện di mao quản 185 2.1.1 Sự ñời phát triển kỹ thuật ñiện d i 185 00 B 2.1.2 ðặc ñiểm HPCE 186 2.1.3 Tình hình HPCE 187 10 2.1.4 Nguyên tắc sắc ký ñiện di mao quản 187 A 2.1.5 Sự phân loại hay kiểu (mode) HPCE 192 HÓ 2.2 Cơ sở lý thuyết ñiện di mao quản 193 Í- 2.2.1 Sự ñiện di chất tan mao quản 193 -L 2.2.2 Thế ñiện di V lực ñiện di E .197 2.2.3 Dụng dịch ñệm pH pha ñộng HPCE 199 TO ÁN 2.2.4 Mao quản (cột tách) HPCE 210 2.2.5 Lớp ñiện kép thành mao quản 214 2.2.6 Dịng điện thẩm (EOF) .216 ĐÀ N 2.2.7 Các thơng số phân tích HPCE .231 2.2.8 Hiệu ứng nhiệt Gradient nhiệt ñộ trongmao quản 252 2.2.9 Sự tương tác chất tan với thành mao quản 261 DI Ễ N 2.2.10 Sự phân tán vùng chất mẫu điện tích gây 269 2.2.11 Chất hoạt ñộng bề mặt dùng HPCE 271 2.2.12 ðộ chọn lọc HPCE 275 2.2.13 Dung môi hữu HPCE 276 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú ĩ WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 2.2.14 Nạp mẫu vùng mẫu mao quản 276 2.2.15 Các kiểu ñiện di mao quản 281 NH ƠN 2.2.16 Khái quát yếu tố ảnh hưởng HPCE 310 2.2.17 Tối ưu hóa ñiều kiện cho HPCE 314 2.3 Các trang bị máy móc HPCE 315 TP Q UY 2.3.1 Nguyên tắc cấu tạo hệ HPCE .316 2.3.2 Các phận nhiệm vụ n ó 317 2.4 Phân tích định tính HPCE 329 2.4.1 Ngun tắc phân tích định tính 329 ĐẠ O 2.4\2 Cách tiến hành phân tích định tính 329 2.5 Phân tích ñịnh lượng HPCE 331 2.5.1 Nguyên tắc phương trình 331 NG 2.5.2 Các phương pháp ñịnh lượng 333 HƯ 2.5.3 Phân tích bán lượng theo cách đo tổng diện tích s p ic .337 2.6 Một số ví dụ HPCE 339 N Tài liệu tham khảo 349 TR Ầ Chương NHỮNG VÁN ðÈ c SỞ CỦA KỸ THUẬT PHÂN TÍCH SẮC KÝ KHÍ .351 3.1 ðại cương sắc ký khí, GC 351 B 3.1.1 Các ñịnh nghĩa khái niệm sắc k ý 351 00 3.1.2 Cột tách sắc ký khí pha tĩnh 354 10 3.1.3 Pha ñộng (MP) G C 355 A 3.1.4 Thực trình tách sắc k ý .355 HÓ 3.1.5 Hệ thống máy (trang bị) GC 356 3.1.6 Phát cáò chất GC 358 -L Í- 3.1.7 Các ñặc trưng GC 360 3.1.8 Sự phát triển GC 361 TO ÁN 3.2 Các q trình tách cột sắc kỷ khí 364 3.2.1 Các tương tác cột tách GC 364 3.2.2 Cân ñộng học cột tách G C 365 ĐÀ N 3.2.3 Các loại cân ñộng học cột tá ch 367 3.3 Các ñại lượng ñặc trưng GC 369 DI Ễ N 3.3.1 Thời gian lưu (Retention Time) 369 3.3.2 Hệ số tách hai chất kề 370 3.3.3 Sự phân bố hệ số phân bố Kpb chất tan X i 372 3.3.4 Hệ số dung lượng kị' (Capacity Factor) 374 3.3.5 Tốc ñộ pha ñộng 377 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 3.3.6 ðộ phân giải GC, R 380 3.3.7 Nồng ñộ chất pic sắc k ý 382 NH ƠN 3.3.8 Chiều cao ñĩa (H) số ñĩa (N) cột tách G C .384 3.3.9 ðiều khiển nhiệt ñộ kỹ thuật tách GC .391 3.4 Pha tĩnh GC .397 TP Q UY 3.4.1 Pha tĩnh cột tách GC 397 3.4.2 Chất ñể chế tạo pha tĩnh GC 402 3.4.3 Các loại cột tách GC 403 3.4.4 Phương pháp tẩm pha tĩnh lỏng lên chất mang 409 ĐẠ O 3.4.5 Các phương pháp nhòi pha tĩnh vào cột tách 412 3.5 Pha ñộng GC 415 3.5.1 Yêu cầu pha ñộng GC 415 NG 3.5.2 Các loại pha động (khí mang) G C 415 HƯ 3.6 Các loại DETECTOR dùng GC 419 3.6.1 Detector ño ñộ dẫn nhiệt, TCD 420 N 3.6.2 Detector ion hóa lửa -422 TR Ầ 3.6.3 Detector bắt ñiện tử, ECD 423 3.6.4 Detector khối phổ, MMD 424 B 3.6.5 Các loại detector khác .434 00 3.6.6 Sự ghép nối GC với detectór khác 435 10 3.7 Phương pháp nạp mẫu vào cột tách GC 437 3.7.1 Khái quát chung 437 HÓ A 3.7.2 Các yêu cầu việc nạp mẫu vào cột tách GC .438 3.7.3 Các phương pháp nạp mẫu 439 Í- 3.8 Những yếu tố ảnh hưởng GC 445 -L 3.9 Tối ưu hóa điều kiện cho hệ tách G C 449 3.9.1 Chọn cột loại pha tĩnh 449 TO ÁN 3.9.2 Chọn chiều dài cột tách 449 3.9.3 Chọn pha động (khí mang) 450 3.9.4 Chọn phương pháp ñiều kiện nạp mẫu 450i* ĐÀ N 3.9.5 Chọn chế ñộ chạy sắc k ý 450 3.9.6 Chọn ñiều kiện trang bị phát chất 451 N 3.9.7 Xem xét yếu tố ảnh hưởng khác c ó 451 DI Ễ 3.9.8 Phương pháp ñiều kiện xử lý chuẩn bị mẫu 451 3.10 Phân tích định tính 451 3.10.1 Nguyên tắc chung i 451 10 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON A n t ib io t ic s c oliirn n rii'-.rovf’ ry c 1•* rm X < r» mm I i> *> M»n p.irticlcs ĩilỉ)potyloiK> 17 ,2,ÌI.C, liU in i) o & F lu o f t fiw HÓ PhonmiHiittiia DI Ễ N ĐÀ N TO ÁN -L Í- A n ih r o c m io o f lu o t n iit lio n o P y ro n o Thời gian ỉưu, ti (phút) Hình 1.113 Tách xác ñAnh 17 ch0t h( PAHs Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Tách axit hữu Ị lonPac® ICE-AS1 (9 mM Sulfuric acid 0.8.m l/m in uv, 210 nm Peaks: Tartaric acid Quinic acid Succinic acid Formic acid Acetic acid Adipic acid A cryiic acid Butyric acid Valeric acid ~r 10 NH ƠN 250 mm) TP Q UY mAU Column: Eluent: Flow Rate Detection: 20 M inutes A 10 00 B TR Ầ N HƯ NG ĐẠ O Hình 1.114 Tách xác đAnh ch0t axit h3u c HĨ Hình 1.115 Tách xác ñAnh ch0t h( este Benzoic axit -L Í- Sample preparation none Column 250x4 mmC18 phase from Retortng |ia Mobile phase water/mott*ano» (MeOH $8:12) GracHem «2min12%MeOH TO ÁN ««min66%MoOH «46.1 Irfn 100% MeOH at49mintOO%M«OH OAflWmin ĐÀ N Ffowrate ColumncompaitmfifK 31'C Injectkmvoliiree lOịíaantterd fluorescence detector Exdtaticn wavotengch: 230nm or 330 nm Emissionwavelength: 425 nm PhotonuWpflergain;12 Responsetime: 4$ Oorivatizadonrsagsnt pump to w rate for hroiteatìon ag e n t DI Ễ N 0.3 mVmin (NaON) t m 13» for dsrivatiratếon agfrfc 0.3 nWmin (OPA) Tkr»|n*i] SflHpAiA ỆmmếềB * f c j y y 01* * ? * *1* * «Mi(0KmMrt»8«i»n* $ OMMgt * a***oart>at* ,lM> w suwca*t>ci)*n * mutwmxvmoxtt* *KMWtmNMN 1S «U K «r« MKM MIIW M gw ttM K M ttM n ptcọvtm It M y t n y o M n n * *•***? „ * eadwjrt 1Í n M M M n n iM 1} mMiMMtuHM «nMoc«t>M*»ttB 20«t*x»ncafl> 16Matocwbofcf* w caftxMUfsn ÍI 1-M *« IW d l u Woftnox a mNMocm Hình 1.116 Tách xác ñAnh ch0t h( cacbamate Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON colum n Discovery ca, 15 cm -X A mm ID , Mm particles (5 9353-U ) m obile phase 55:45 w a te r:M e O H flo w te m m in te m p am b ien t d e t u v at 214 nm in je c tio n (iL Barbital Aprobarbital Phenobarbital B u t a b a rb ita l Mephobarbinal Pentobarbital Secobarbital I I lU lJ o A lO K ĐẠ O I TP Q UY A NH ƠN B a r b it u r a te s k 12 14 16 18 NG Min 10 00 B TR Ầ N HƯ Hình 1.117 Tách xác đAnh ch0t h( Barbiturates Column; Eluent: TO ÁN -L Í- HÓ A lonPacAS184mm Potassium hydroxide: 12-44 mM from 0-5 mifi and 44-52 mM from 8-10 mỉn Eluent Source: EGC-KOH with CR-ATC Temperaỉure: 30*c Flow Rate: 1.0 mt/min Inj Volume: 25 p i Detection: Suppressed conductivity, ASRS® ULTRA mm, 150 mA, AutoSuppression® recycle mode 4, 9, 10, 11 12, 13 14 15 16 17, 18: 19 Fluoride 0.5 mg/L 2.5 Acetate 1.0 Formate Chlorite 5.0 Chloride 3.0 6.0 Nitrite #m o Selenite mo Sulfite Sulfate 10.0 Bromide 10.0 Selenale 10.0 10.0 Nitrate 10.0 Chlorate Phosphate 10.0 Molybdale 10.0 Tungstate 10.0 10.0 Arsenate 10,0 Thiosulfate Chromate 10.0 19054 Hình 1.118 Tách xác đAnh 19 anion vơ c DI Ễ N ĐÀ N (Kết nghiên cứu Phạm Luận phịng th ỉ nghiệm Khoa hố, ðại học Tổng hợp Amsterdam) 176 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 1.8 Ví DỤ MỘT SỐ MÁY HPLC VÀ UHPLC Flexar-Pump (HPLC) Thông số kỹ thuật + Loại: kênh, kiểu Piston NH ƠN Các bơm cao áp HPLC UHPLC + Vùng áp suất: - 6100 psi (0 - 410 bar) TP Q UY n§: i + Vùng bơm: ,1 -1 mL + Tốc ñộ bơm: 0,1 - 10 mL/ph + ðộ dao ñộng: 0,1% (2 mL) + Số MP: (2 kênh) (4 kênh) ĐẠ O + ðộ thay ñổi kênh: - 100% Jk I + Có 19 chương trình vận hành NG + ðiều khiển: Phần mềm Chromera Flexar FX10-Pump HƯ Thông số kỹ thuật + Loại: kênh, m TR Ầ N kieu Piston micro-pump ị I k é tth + Vùng bơm: ,1 - mL MÊ ' w m S S F lc é n li M Í- HĨ I 1 A I I ÊỊỊ 00 B 10 I p A .< + Vùng áp suất: - 700 bar ( - 11.000 psi) n + Số MP: (2 kênh) (4 kênh) + ðộ thay ñổi kênh: - 100% + Có 19 chương trình vận hành + ðiều khiển: Phần mềm Chromera Thông số kỹ thuật kieu Piston micro-pump ỉ + Vùng áp suất: - 1241 bar (0 - 18.000 psi) + Vùng bơm: 0,1 - 10 mL + Tốc ñộ bơm: 0,001 - mL/ph + ðộ xác MP: 0,1% RSD (1 mL) + Số MP: (2 kênh) (4 kênh) N DI Ễ + ðộ xác MP: 0,1% RSD (1 mL) + Loại: kênh, ĐÀ N " J* TO ÁN -L Flexar FX15-Pump (UHPLC) + Tốc ñộ bơm: 0,001 - mL/ph + ðộ thay ñổi kênh: - 100% + Có 19 chương trình vận hành kênh + ðiều khiển: Phần mềm Chromera 177 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Thông số kỹ thuật Flexar-UV/Vis (HPLC) + Hệ quang: Hai chùm tia + Vùng phổ: 190 - 700 nm m TP Q UY + ðộ phân giải: nm NH ƠN Các detector cho HPLC UHPLC PE + ðộ xác: nm + ðộ lặp lại: ±1 nm ĐẠ O + Khe sáng: nm, cố ñịnh + ðèn nguồn: D2 w - • L + Thang ño: 0,0005 - 3000 Aufs NG “ + ðo: Chỉ 1A- HƯ + Quét sóng: Wavelength scanning TR Ầ N + ðiều khiển: Phần mềm Chromera 10 00 B Flexar-UV/Vis (UHPLC) HĨ A m •;>.ỀÊẾỉề'! + Hệ quang: Hai chùm tia + Vùng phổ: 190 - 700 nm + ðộ phân giải: nm + ðộ xác : nm + ðộ lặp lại: ±lnm + Khe sáng: nm + Thang ño: 0,0005 - 3.000 Aufs + ðèn nguồn: D2 w + ðo: Chỉ ÌẰ + Qt sóng: Wavelength Scanning + ðiều khiển: Phần mềm Chromera DI Ễ N ĐÀ N TO ÁN -L Í- - Thơng số k^^Kiật 178 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON PAD (UHPLC) Thông số kỹ thuật + Hệ quang: 190 - 900 nm + Vùng phổ: 190—790 nm + ðộ phân giải: 1,09 nm/ldiot TP Q UY ; - NH ƠN + Loại: Mảng 1024 Bz (lkBz) + ðộ xác : ±1 nm + ðộ lặp lại: ± 0,5 nm + Khe sáng: - 175 nm ĐẠ O + Thang ño: 0,05 - 2,60 Aufs + ðèn nguồn: D2 w NG + Vùng ñộng học tuyến tính 1,80 Aufs HƯ + Nhiễu tự thân: ±0,910~5Aufs + Qt sóng: Wavelength Scanning TR Ầ N + Kiểu đo: 1À, hay nẰ, lúc (n: - ) HÓ A 10 00 B Fluor-D (HPLC) DI Ễ N ĐÀ N TO ÁN -L Í- Flexar Fluorescence LC Detector ' + ðiều khiển: Phần mềm Chromera Thông số kỹ thuật + Hệ quang: - Bộ sóng kích thích HQ: 200 - 850 nm - Bộ sóng phát xạ HQ: 250 - 900 nm + ðộ phân giải: nm + ðộ xác: nm + ðộ lặp lại: ± 0,5 nm + Khe sáng: - Bộ E x,e x: 15 nm - Bộ E^Em: 15 30 nm + ðèn nguồn: ðèn Xenon + Tỷ lệ: S/N: Từ 525/1 đến 700/1 + Qt sóng: Wavelength Scanning + Ghi phổ: 2D hay 3D + ðiều khiển: Phần mềm Chromera 179 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Thông số kỹ thuật RID(chiết suất, HPLC) + Vùng phổ: 1,00-1,75 RIU Flexar Refractive Index LC Detector + ðộ phân giải: RIU + ðèn nguồn: Tungsten (W) + Khe sáng: nm + FlowCell: ị i L TP Q UY + ðộ trôi: 2.1CT7RIƯ/h/l0C NH ƠN + Hệ quang: Kiểu ño số khúc xạ ĐẠ O + Nhiễu RIU M tư thân: 2,5.10”9 + ðiều khiển: Phần mềm Chromera Thông số kỹ thuật Bộ AutoSampler (UHPLC) NG + Bàn mẫu: 50 100 lọ mL HƯ + Nguyên lý: Bơm hút/ñẩy, p max= 6100 psi + Vùng bơm: - 500 |uiL N + Loại xylanh: 100, 500, 1000 ịiL TR Ầ + ðộ xác: 0,1 |iL (2 - |iL) + ðộ dao động (chính xdỊ^: - 1% R S D ( - |LiL) - 0,5% RSD (> fiL) + Thể tích bơm tốt nhất: ( - |nL) + Tốc ñộ lấy mẫu: 50 pt/s + ðiều khiển: Phần mềm Chromera -L Í- HĨ A 10 00 B + ðộ lặp lại: + 0,1 fiL “ TO ÁN Buồng lị cột ■M BS M f#iMÌPP LCCOLUMNOVEN + Nhiệt ñộ vận hành: 30 - 90 °c + ðộ lặp lại: ±1 °c + ðộ ổn ñịnh: 0,2 °c + ðộ xác tồn giải: ±1 °c + Khống chế tự động theo chương trình DI Ễ N ĐÀ N - Thông số kỹ thuật 180 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Bộ đuổi khí Thơng số kỹ thuật + Hệ thống: kênh + Làm việc: Nguyên lý siêu âm NH ƠN (4 kênh cho MP kênh cho mẫu) + Khay chứa MP: chai 1L chai 2L TP Q UY + Có khoang dự trữ cho cột tách + Hệ thống thải an toàn + Khống chế tự động theo chương trình FX-15 ULTRAHIGH PERFORMANCE 1C 15,000 PSI PRODUCTIVITY S phát tri#n qua thf h$ HPLC ca Perkin Elmer DI Ễ N ĐÀ N TO ÁN -L Í- HĨ A 10 00 B TR Ầ N HƯ NG ĐẠ O SOLVENT MANAGER 181 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON HPLC x m m G m HPLC | i L in je c tio n M.L i n je c t i o n S H P L C Ail 0 x m m n m m L / m i n ,0 0 p s i U H PLC |x L i n je c t i o n U H P L C 0 x m m m L / m i n , ,8 0 p s i, uuu TP Q UY 25C NH ƠN m L / m i n ,3 0 psi 25 C 25C HƯ NG ĐẠ O So sánh s tách bong ba tmìf h$ HPLC l.S j A m FlexarLC Solvent Manager TR Ầ N t ì B 10 00 Flow Rate, ml/min ðường cong Van Deemton FlexarFX-10 UHPLC Slavs Pump Mixer Ví dụ hệ UHPLC Flear FX-15 DI Ễ N ĐÀ N TO ÁN -L Í- HĨ A (Ba hệ HPLC-SHPLC-UHPLC) Hệ ICP-MS NexION-350 Hệ UHPLC Flexar FX -15 Ghép n"i HPLC vZi ếc thift bA đo phi (làm detector cho UHPLC) ñ# tách ñAnh dng As, Hg Pb 182 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON I WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON NH ƠN WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM TP Q UY TÀI LIỆU THAM KHẢO L.R Snyder and J.J Kirkland, Introduction to M odern Liquid Chrom atogrphy, Second Publ by Wiley New York, 1981 Heinz Engelhardt, Hochdruck-Flussigkeits-Chromatographie, Springer Verlag Zweite Auflage ĐẠ O Berlin Heidelberg- New York, 1977 C.F Simpson, Practical High Performance Liquid Chromatography Published by Heyden and Son Limited, 1979 Veronika R Mayer (Laborbucher Chemie), Praxis der Hochleitungs - Flussig-Chromatographie NG HƯ Otto Salle Verlag & Verlag Sauerlander Sechste Auflage, 1990 Gay Aced, Hermamn J Mockel, Liquid Chrom atogrphie A pparative, theoretische und Douglas A Skoog & James J Leary, Chaper 24 An Introduction to Chrom atogrphic TR Ầ N methodische Grandlagen der HPLC Weinheim - New York - Cambridge - Basel VCH, 1991 Separation, Chaper 26 High Performance Liquid Chromatogrphy, In Book: Principles of B Instrum ental Analysis Saunders College Publishing 4th Edition, 1992 Stanley Blackburn,Ph.D., C.Chem., F.R.S.C CRC Handbook of Chrom atogrphy: Amino Axit 00 10 and Amines Vol I & II CRC Press, Inc Boca Raton, Florida, 1983 Phạm Luận, Bài giảng chuyên ñề: v ề sở lý thuyết H PLC , Hanoi - Amsterdam A HÓ University, 1987 Johann Korkisch, PHD, Handbook of Ion Exchange Resine Their Application to Inorganic Í- Analytical Chem istry CRC Press, Inc Boca Raton, Florida, 2000 Agilent Company, Application Notes Agilent Company, 2000 11 Perkin Elmer Copmany, Application Notes, Perkin Elmer Copmany, 1998, 2000, 2002 12 Lê Huyền Dương, Luận án Tiến sỹ, ðại học Quốc Gia H Nội, 2000 13 Shimadzu, Application Data B o o k , (for Shimadzu High Performance Liquid Chromatographys), TO ÁN -L 10 14 ĐÀ N Shimadzu, Japan, 1999 Johann Korkisch, Ph.D HandBook of Inon Exchange Resin (Their Application to Inorganic N Analytical Chemistry) Volume II, NXB CRC Press, Inc Boca Raton, Florida, 2000 DI Ễ 15 16 Gunter Zweig, Ph.D & Joseph Sherma, Ph.D, CRC H andbook of C hrom atography (Amino Acids and Amines) Volume I, CRC Press Publishing house, Inc Boca Raton, Florida, 1987 Waters Corporation, Ultra Performance LC Seminar, Waters Corporation, USA, Octorber 2005 183 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM 17 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Waters Corporation, Supplement to LC Ultra Perform ance LC Separation Science Redefined, Waters Corporation, USA, 2005 Phạm Luận, Phân tích định dạng ngun tố Phần I Những vấn đề sở phân tích NH ƠN 18 định dạng Phần II Ví dụ định dạng nguyên tố As, Hg, Cd, Pb, Se, Fe, Zn, ðại học Quốc gia Hà Nội, 2012 Nguyễn Phương Thanh, Chu ðình Bính Phạm Luận, Xác định dạng tồn As kỹ TP Q UY 19 th u ật H PLC-U V -H G -A A S Phần II Xác ñịnh dạng tồn As mẫu sinh học thực phẩm , Tạp chí Hóa Lý Sinh T14SỐ 4, trg 18, 2009 20 Nguyễn Phương Thanh, Chu ðình Bính Phạm Luận, Xác định dạng tồn As ĐẠ O kỹ H PL C -U V -H G -A A S Phần I Xác ñịnh dạng tồn As m ẫu môi trường, Tạp chí Hóa Lý Sinh T I4, số 3, trg 83, 2009 21 Nguyễn Phương Thanh, Chu ðình Bính Phạm Luận, Báo cao khoa học Cơng trình nghiên NG cứu ñịnh dạng nguyên tố As, Hg, Pb, đối tượng sinh học, nước mơi trường, DI Ễ N ĐÀ N TO ÁN -L Í- HĨ A 10 00 B TR Ầ N HƯ Hội nghị khoa học Hóa - Lý - Sinh, 2010 184 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA - HÀ NỘI TP Q UY SẮC KÝ VÀ CHIẾT TÁCH NH ƠN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Ngõ 17 Tạ Quang Bửu - Hai Ẹà Tnrng - Hà Nội Fax: 04 38684570 ĐẠ O ðT: 04 38684569; HƯ NG Website: http://nxbbk.hust.edu.vn Chịu trách nhiệm xuất bản: A Biên tập: 10 00 B TR Ầ N Giám ñốc - Tồng biên tập: TS PHÙNG LAN HƯƠNG ðỖ THANH THÙY v ũ THỊ HẰNG Trình bày bìa: ISABELLA PHAM (Vanhoaviet Design) ĐÀ N TO ÁN -L Í- HÓ Sửa in: In 1000 khổ (19 X 27) ,cm Công ty TNHH in thương mại dịch vụ Nguyễn Lâm, số 352, đường Giải Phóng, Thanh Xuân, Hà Nội DI Ễ N Số ñăng ký KHXB: 546 - 2014/CXB/04 - 07/BKHN; ISBN: 978-604-911-987-3 Số QðXB: 166/Qð - ðHBK - BKHN ngày 27/10/2014 In xong nộp lưu chiểu quý IV năm 2014 Giới thiệu trích đoạn GV Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON