20.1 Sắc ký hấp phụ lỏng (trên cột) 20.2 Sắc ký phân bố (trên cột) 20.3 Sắc ký trao đổi ion 20.4 Sắc ký rây phân tử 20.5 Sắc ký bản mỏng 20.6 Sắc ký giấy 20.7 Sắc ký khí 20.8 Sắc ký lỏng hiệu năng cao 20.9 Ứng dụng
GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ (2) CHƯƠNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN 20 TÍCH SẮC KÝ 20.7 SẮC KÝ KHÍ GC (Gas Chromatography) – Nguyên tắc – Hệ sắc ký khí – Kỹ thuật thực nghiệm & ứng dụng NGUYÊN TẮC Sắc ký khí (GC): PP sắc ký mà φm chất khí dạng Sắc ký khí hấp phụ φS chất hấp phụ rắn φS màng mỏng chất Sắc ký khí phân bố lỏng bề mặt chất (SK khí – lỏng) hấp phụ rắn Các đại lượng đặc trưng cho trình GC bao gồm thời gian lưu, hệ số phân bố, hệ số chứa, hệ số chọn lọc, độ phân giải, chiều cao đĩa lý thuyết … Nhìn chung, mẫu bay 4500C mà khơng bị phân hủy nghiên cứu GC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM THIẾT BỊ SẮC KÝ KHÍ Sơ đồ máy sắc ký khí Hệ thống bình khí Bộ nạp mẫu Hệ thống cột tách Detector Bộ ghi Bộ phận in kết AIR Máy sắc ký khí Tiêm mẫu tự động Làm Septum DETECTOR INJECTOR Lò cột Chia dòng Cột H2 Khí bổ trợ cho cột mao quản Lọc ẩm N2(He) Lọc HYDROCARBON Lọc OXYGEN Máy in Máy tính KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Khí mang (pha động) Trơ với cấu tử khảo sát THIẾT BỊ SẮC KÝ KHÍ Tinh khiết Có độ nhớt thấp, để làm tăng vận tốc khí mang Khi xét quan hệ chiều cao đĩa lý thuyết H vận tốc tuyến tính dòng khí mang, loại khí mang cho cực tiểu trãi rộng tốt Những loại khí mang thường dùng H2, N2, He, Ar… KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Khí mang (pha động) H, mm Nitro Helium THIẾT BỊ SẮC KÝ KHÍ Hydrogen 10 20 30 40 50 Vận tốc tuyến tính trung bình khí mang,cm / s Sự phụ thuộc H vào vận tốc tuyến tính H2, N2 , He làm khí mang KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Khí mang (pha động) THIẾT BỊ SẮC KÝ KHÍ Chọn lựa khí mang phải lưu ý đến detector sử dụng: Nên dùng khí mang có độ Detector dẫn cao H2, He (nhưng độ dẫn H2 dùng dễ cháy nổ, (TCD) dù cực tiểu trãi rộng nhất) Có thể dùng tất khí (trừ O2) Thường cần dùng Detector N2 , ghép máy GC Ion hóa lửa với máy khác, VD khối phổ, (FID) phải dùng He làm khí mang Khi vận hành FID phải dùng H2 O2 để đốt cháy lửa KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Bộ nạp mẫu THIẾT BỊ SẮC KÝ KHÍ Mẫu dạng lỏng bơm vào cột (bằng syringe) qua màng cao su đặc biệt có khả giữ cho áp suất hệ thống ổn định gọi septum Lượng mẫu bơm vào cột khoảng – 10μl Kim tiêm Buồng bay Khí mang Coät Bộ nạp mẫu GC Bộ nạp mẫu giữ nhiệt độ thích hợp theo chương trình nhiệt độ, thường cao nhiệt độ hóa cấu tử Các lọai buồng tiêm mẫu thơng dụng Split/Splitless Injector Xi lanh Septum Buồng nhiệt Khí mang Chia dòng Làm Septum Cột sắc ký Xi lanh Khí mang Làm Septum Chia dòng Cột sắc ký Cột sắc ký KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Detector Detector hấp thu tử ngoại UV (Ultra Violet) Được sử dụng rộng rãi dễ vận hành, phụ thuộc nhiệt độ vận tốc pha động THIẾT BỊ HPLC Phần lớn detector UV làm việc 254nm (cung cấp đèn Hg áp suất thấp) thích hợp để phân tích hydrocarbon thơm, cetone, aldehyd, hợp chất vòng thơm Một số máy dùng detectorUV280nm (vùng phát huỳnh quang) Các chất không hấp thu UV phải chuyển thành dẫn xuất hấp thu UV KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Detector Detector chiết suất vi sai RI (Refractive Index) Dựa khác số chiết suất dd dung môi nguyên chất THIẾT BỊ HPLC Đo chiết suất cách đo khúc xạ tia sáng đơn sắc qua mẫu dung môi, xác định cường độ tia phản xạ tỷ lệ nghịch với chiết suất, đo độ truyền xạ qua mẫu Detector RI bền nhạy, dùng phổ biến sắc ký gel KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Detector Detector hấp thu nhiệt THIẾT BỊ HPLC Dựa sở việc đo nhiệt hấp thu giải hấp Ngoài loại detector trên, PP HPLC sử dụng loại detector khác: detector huỳnh quang, cực phổ, độ dẫn… Trường hợp đặc biệt, ghép máy HPLC với máy khác để nâng cao tính phân tích, VD ghép với máy quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS) để phân tích hợp chất vơ cơ… KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Kỹ thuật chương trình dung mơi CT dung mơi hay gọi rửa giải MỘT gradient HPLC tương đương với kỹ thuật CT nhiệt độ GC SỐ Sử dụng CT dung môi giúp rút ngắn KỸ THUẬT đáng kể thời gian phân tích, độ phân giải HPLC PP tăng lên, peak nhọn độ nhạy tăng lên Trong HPLC, CT dung mơi đòi hỏi độ phân cực pha động tăng lên theo thời gian rửa giải VD: để tách amin phân cực cột silicagel pha động ban đầu dioxane (p/cực trung bình), pha động DMSQ (p/cực hơn)… KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Kỹ thuật CT tốc độ dòng Ap đặt tốc độ dòng thấp giai đoạn đầu trình tách tăng tốc độ phần sau theo nấc liên tục giúp cho độ phân giải tăng lên phần đầu sắc ký đồ giảm phần sau MỘT SỐ KỸ Ưu điểm làm giảm thời gian phân tích THUẬT mà khơng ảnh hưởng đến độ phân giải, HPLC không cần tái sinh cột tách CT dung mơi, áp dụng cho hệ SK lỏng chạy theo CT dung môi KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Kỹ thuật CT tốc độ dòng Tốc độ dòng thích hợp:phụ thuộc dtr cột tách MỘT SỐ KỸ THUẬT HPLC dtr = 2mm Tốc độ dòng 0,5–2,0 ml/ph dtr = 3mm Tốc độ dòng 2,0 ml/ph dtr = 4mm Tốc độ dòng 2,0–3,0 ml/ph dtr=8–10mm Tốc độ dòng 4,0–20 ml/ph KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Kỹ thuật sắc ký pha thuận HPLC – NP Khi phân tích hợp chất phân cực, thường sử dụng chất mang–pha tĩnh φS có độ phân cực cao NH2,CN với pha động φm p/cực yếu hexane hay hỗn hợp (hexane/CH2Cl2 tỷ lệ 95:5 ) MỘT SỐ KỸ THUẬT Các cấu tử tách theo thứ tự độ HPLC phân cực tăng dần (hợp chất phân cực rửa giải đầu tiên) PP HPLC theo nguyên tắc gọi HPLC pha thuận: (HPLC–NP) KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Kỹ thuật sắc ký ngược pha HPLC – RP Khi thay đổi tính chất chất mang, QT tách cấu tử diễn theo thứ tự ngược lại:HPLP–RP (ngược pha) MỘT SỐ KỸ THUẬT HPLC VD: phân tích hợp chất phân cực, dùng HPLC–RP với φS không phân cực (ví dụ RP–18), φm phân cực cao (CH3OH / H2O tỷ lệ 40:60), hợp chất phân cực cao rửa giải trước Để chuyển chất mang từ phân cực thành không p/cực, người ta gắn nhóm khơng phân cực alkyl lên bề mặt chất mang CHƯƠNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN 20 TÍCH SẮC KÝ 20.9 ỨNG DỤNG ỨNG DỤNG PP sắc ký sử dụng hiệu việc tách phân tích chất phức tạp dạng khí lỏng, chí chất rắn PP sắc ký hấp phụ lỏng Tách xác đònh thành phần dầ phân tích hợp chất thiên nhiên… PP sắc ký phân bố lỏng–lỏng Phân tích hợp chất hữu có tính chất hố học gần nhau: hydrocarbon, rượu, phenol, aldehyde, cetone, acid carboxylic, esther, acid amin, vitamin, gluxit… ỨNG DỤNG PP sắc ký phân bố lỏng–lỏng Trong nhóm này, PP SK giấy đơn giản, rẻ tiền có độ nhạy cao, thích hợp lĩnh vực phân tích hữu hóa sinh PP sắc ký mỏng có độ lặp lại cao, tốc độ phân tích nhanh, kỹ thuật tiến hành đơn giản, sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khoa học công nghiệp khác nhau, đặc biệt hữu để PT hợp chất tự nhiên, dược phẩm, mẫu thuộc lĩnh vực hóa sinh đối tượng khác ỨNG DỤNG PP sắc ký trao đổi ion Khử độ cứng nước (do muối tan Ca Mg tạo thành); khử độ khống nước (loại hồn tồn cation anion có nước); tinh chế thuốc thử hoá học tinh chế HCl kỹ thuật, tinh chế chất không điện ly khỏi chất điện ly; điều chế hợp chất hoá học điều chế phân bón hố học dạng lỏng từ nước thải, tách lượng nhỏ số nguyên tố… ỨNG DỤNG PP sắc ký rây phân tử Tách phân tích hợp chất cao phân tử, protein, polymer nghiên cứu tính chất đại phân tử dung dịch, xác định kích thước M chúng, điều chế tinh chế polymer sinh học… ỨNG DỤNG PP sắc ký khí Một PP quan trọng sử dụng để tách, xác định cấu trúc, nghiên cứu thơng số hóa lý hệ số hoạt độ, nhiệt hoá hơi, hệ số khuếch tán phân tử, động học q trình xúc tác, phân tích dầu mỏ sản phẩm chúng, nhiều loại thực phẩm rượu, bia, bơ, sữa, đường…, dược phẩm, tiêu thuộc hố học mơi trường… SK khí phân bố có khả tách hỗn hợp chứa nhiều cấu tử phức tạp SK khí hấp phụ, nhờ vào miền đẳng nhiệt tuyến tính có phạm vi nồng độ rộng hơn, peak sắc ký đồ sắc ký phân bố có tính đối xứng cao ỨNG DỤNG PP sắc ký lỏng hiệu cao Được sử dụng để tách acid nucleic, acid amin, vitamin, gluxit, dược phẩm, steroit, vitamin, chất bảo vệ thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, phụ gia cho nhiên liệu, chất dẻo hóa, phức chất… ...CHƯƠNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN 20 TÍCH SẮC KÝ 20.7 SẮC KÝ KHÍ GC (Gas Chromatography) – Nguyên tắc – Hệ sắc ký khí – Kỹ thuật thực nghiệm & ứng dụng NGUYÊN TẮC Sắc ký khí (GC): PP sắc ký mà φm... mang Chia dòng Làm Septum Cột sắc ký Xi lanh Khí mang Làm Septum Chia dòng Cột sắc ký Cột sắc ký KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Cột sắc ký THIẾT BỊ SẮC KÝ KHÍ Cột tách sắc ký khí phải: + Đảm bảo trình trao... phận ghi nhận kết THIẾT BỊ SẮC KÝ KHÍ Kết phân tích sắc ký khí sắc ký đồ ghi nhận từ máy ghi hay hình máy tính Hiện đa số máy sắc ký ghép với hệ thống máy vi tính để xử lý số liệu, tính tốn lưu trữ