2.2.1.1 Tách các chất phân tích bằng sắc kí khí
Các yếu tố cơ bản quyết định phép tách sắc kí đói với mọi chất phân tích bao gồm: khí mang (loại khí mang, tốc độ khí mang), cột tách (thành phần pha tĩnh, độ phân cực pha tĩnh, bề dày lớp phim pha tĩnh, chiều dài cột tách) và chương trình nhiệt độ cho lò cột.
Loại khí mang được sử dụng phổ biến nhất là khí hiếm heli, độ tinh khiết trên 99,99%; thường được duy trì ở chế độ đẳng dòng với tốc độ dòng qua cột từ 1,0 đến 1,5 ml/phút.
Các chất phân tích được tách trên các loại cột mao quản hở có thành trong phủ pha tĩnh silica biến tính (FS-WCOT); pha tĩnh nhìn chung đều có độ phân cực rất thấp, chủ yếu là loại pha tĩnh có thành phần Poly(5% diphenyl, 95% dimetylsiloxan) (tương ứng với các cột DB-5, DB-5ms, HP-5MS, Rtx-1614) và loại pha tĩnh có thành phần Poly(14% diphenyl, 86% dimetylsiloxan) (tương ứng với cột DB-XLB, Rxi-XLB). Cột DB-5HT với thành phần pha tĩnh Poly(4% diphenyl, 1% divinyl, 95% dimetylsiloxan) hay cột HT-5 có thành phần pha tĩnh 5% phenyl polycacboran-siloxan cũng được khuyến cáo sử dụng ở nhiệt độ cao.
Nhiệt độ cổng bơm mẫu phải đủ cao để đảm bảo hóa hơi được toàn bộ mẫu, nhưng cũng không được quá lớn, tránh hiện tượng phân huỷ mẫu và phải phù hợp với những khuyến cáo của nhà sản xuất. Do chỉ phân tích hai chất là BHT và BHA nên chương trình nhiệt độ cho lò cột tương đối đơn giản.
2.2.1.2. Định tính và định lượng bằng khối phổ
Sau khi được tách bằng sắc kí khí, các chất phân tích có thể được xác định bằng các detector như detector bắt giữ điện tử (ECD), detedtor ion hoá ngọn lửa (FID) hay detector khối phổ (MSD). Trong đó detector MS có nhiều ưu điểm như: độ nhạy cao, độ chọn lọc cao (chế độ quan sát chọn lọc ion – SIM), độ chính xác cao, hơn nữa vẫn có thể định tính và định lượng các chất phân tích một cách chính xác ngay cả khi quá trình sắc kí không tách được các chất ra khỏi nhau hoàn toàn.
Mỗi chất phân tích sẽ được định tính và định lượng bằng cách quan sát chọn lọc một số mảnh m/z đặc trưng và tính toán nồng độ dựa trên tỉ lệ diện tích pic của chất phân tích so với chất nội chuẩn. Thông thường, một mảnh m/z sẽ được lựa chọn để làm mảnh định lượng, một hoặc hai mảnh m/z khác được dùng làm mảnh đối chứng. Mảnh m/z nào được lựa chọn để quan sát phụ thuộc vào chế độ ion hóa của khối phổ. Hai chế độ ion hóa thường được được ứng dụng trong phân tích là ion hóa va đập điện tử (EI) và ion hóa hóa học âm (NCI).
Đối với chế độ ion hóa EI, chất phân tích sau khi đi qua cột sắc kí sẽ được dẫn vào một buồng, ở đây có một dòng electron có năng lượng động học khoảng 70 eV hoặc thấp hơn chuyển động vuông góc với mẫu và xảy ra va chạm giữa chúng, biến các phân tử trung hoà thành các ion phân tử hoặc các ion mảnh. Năng lượng của dòng electron thường không quá cao để hạn chế sự phân mảnh và ion quan sát được là ion phân tử.
Chế độ ion hóa CI là cho dòng phân tử khí va chạm với một dòng ion dương hoặc ion âm để biến các phân tử trung hoà thành các ion phân tử hay ion mảnh. Trong quá trình này, trước tiên phải biến các phân tử khí thành ion, sau đó các ion này mới va chạm với các phân tử mẫu phân tích. Khí tác nhân phổ biến nhất trong CI là khí metan.
Qua tham khảo các tài liệu và để phù hợp với điều kiện phòng thí nghiêm chúng tôi lựa chọn phương pháp sắc kí khí khối phổ GC-MS để định tính và định lượng 2 chất chống oxi hoá là BHT và BHA. Chất nội chuẩn được sử dụng là Methyl Merystate (MM). Phương pháp này được chúng tôi tham khảo từ phương pháp tiêu chuẩn ASTM D4275-09 , và các tài liệu tham khảo khác với một số thay đổi để phù hợp với điều kiện của phòng thí ghiệm. Dưới đây là sơ đồ cấu tạo của hệ thống sắc kí khí khối phổ.
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo hệ sắc kí khí khối phổ
Các thí nghiệm trên hệ thống GC-MS bao gồm: phân tích các dung dịch chuẩn BHT, BHA (với các nồng độ 0,05ppm, 0,1ppm, 0,2ppm, 0,5ppm, 1,0ppm, 2,0ppm, 3,0ppm, 4,0ppm, 5,0ppm) từ đó xây dựng đường chuẩn, xác định các giá trị giới hạn phát hiện, giới hạn địnhlượng của thiết bị.