.
Hình 1.6: Sơ đồ nguyên tắc và hoạt động của thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) [25]
.
+ (1): Hệ thống dung môi: bình chứa dung môi, ống dây dẫn, đầu lọc 0,45 µm, các đầu nối. + (2): Bơm cao áp. (1) (2) (3) (4) (5) (6)
+ (3): Bộ phận tiêm mẫu. + (4): Cột tách sắc ký. + (5): Đầu dò (Detector). + (6): Bộ ghi nhận tín hiệu.
+ Bình chứa pha động.
Thiết bịsắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) thƣờng có 4 kênh dung môi vào đầu bơm cao áp cho phép chúng ta sử dụng 4 bình chứa dung môi cùng một lần để rửa giải theo tỷ lệ mong muốn và tổng tỷ lệ của 4 kênh là 100%. Hệ pha động đƣợc pha trộn đồng nhất giúp ổn định quá trình rửa giải. Và có thể thay đổi thành phần bởi chƣơng trình gradient.
Bình chứa dung môi bằng thủy tinh có dung tích khoảng 1 lít. Dung môi cần lọc qua giấy lọc 0,45 µm trƣớc khi sử dụng và để an toàn hơn ở đầu của ống nhựa trong bình chứa dung môi cần phải có đầu lọc. Loại bỏ các không khí hòa tan hoặc các bọt không khí trong dung môi bằng cách chạy siêu âm, hoặc sục khí trơ nhƣ heli…
+ Bơm cao áp.
Bơm cao áp là vận chuyển pha động qua cột tách với một tốc độ xác định. Bơm pha động vào cột thực hiện quá trình chia tách sắc ký. Bơm phải chịu đƣợc áp suất cao khoảng 250 – 600 bar và tạo dòng liên tục. Lƣu lƣợng bơm từ 0,1 đến 10 ml/phút.
Áp suất trong cột phụ thuộc vào chiều dài cột, kích thƣớc hạt của pha tĩnh, độ nhớt và tốc độ dòng của pha động. Cột tách thông thƣờng chịu áp suất khoảng 20 – 300 bar.
+ Bộ phận tiêm mẫu.
Để đƣa mẫu vào cột phân tích qua bộ phận tiêm mẫu với thể tích bơm có thể thay đổi từ 1 – 100 µL.
Có 2 cách đƣa mẫu vào cột: bằng tiêm mẫu thủ công và tiêm mẫu tự động (autosamper).
+ Cột sắc ký.
Cột chứa pha tĩnh đƣợc coi là bộ phận không thể thiếu của của hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao, đƣợc làm bằng thép không rỉ, chiều dài cột thay đổi từ 50 – 250 mm, đƣờng kính trong 1 – 10 mm, hạt nhồi cỡ 0,3 – 5 µm.
Chất nhồi trong cột tách là silicagen hoặc gắn một màng mỏng chất hữu cơ. Bên cạnh silicagen nguời ta còn dùng Al2O3, hạt polime xốp, hạt chất trao đổi ion.
Ví dụ: Cột phân tích C18, kích thƣớc hạt nhồi cỡ 5 µm, đƣờng kính 4,5 mm, chiều dài cột 250 mm, Ecosil HPLC column.
Bộ lọc tiền cột / cột bảo vệ: Sau bộ phận tiêm mẫu và truớc cột tách cần phải lắp cột bảo vệ (hay bộ lọc tiền cột) giúp bảo vệ cột khỏi sự xâm nhập của của các hạt bẩn nhỏ có trong dung môi và trong mẫu tiêm vào. Nó đƣợc thiết kế kích thƣớc nhỏ và thể tích nhỏ, các hạt nhồi nhƣ cột phân tích, không làm thay đổi hiệu quả tách của cột tách.
+ Đầu dò (Detector).
Là bộ phận phát hiện các chất phân tích khi chúng kéo ra khỏi cột bằng dung môi pha động và cho các tín hiệu ghi trên sắc ký đồ để có thể định tính và định lƣợng. Tùy theo tính chất của các chất phân tích mà ngƣời ta lựa chọn lọai đầu dò phù hợp.
Các yêu cầu sử dụng đầu dò trong kỹ thuật HPLC: Có tính chọn lọc, có độ nhạy cao đối với chất phân tích, hoạt động ổn định và bền vững trong các điều kiện phân tích, có vùng tuyến tính rộng. Không bị ảnh hƣởng hoặc ít bị ảnh hƣởng bởi các tác động của môi trƣờng nhƣ nhiệt độ, áp suất, nhiệt độ. Có độ nhiễu nền nhỏ.
- Đầu dò tử ngọai (UV), ứng vùng phổ 190 - 360nm.
- Đầu dò tử ngoại khả kiến (UV-VIS), ứng với vùng phổ 360 – 900 nm. Đây là loại đầu dò thông dụng nhất.
- Đầu dò hùynh quang (RF): Đèn Xenon (Xe) cho vùng phổ 250 – 600 mm.
- Đầu dò khối phổ (MS).
- Đầu dò phổ phát xạ nguyên tử (ICP-AES), hấp thụ nguyên tử (AAS). - Đầu dò điện hóa: đo dòng, cực phổ, độ dẫn.
- Đầu dò đo điện thế, đo độ dẫn nhiệt, đo chiết suất, hiệu ứng nhiệt,…
+ Bộ phận ghi nhận tín hiệu.
Bộ phận này ghi tín hiệu do đầu dò phát hiện.
Đối với các hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao hiện đại, phần này đƣợc phần mềm trong hệ thống ghi nhận, lƣu các thông số, sắc ký đồ, các thông số liên quan, đồng thời tính toán, xử lý các thông số liên quan đến kết quả phân tích.
Sau khi phân tích xong, dữ liệu sẽ đƣợc in ra qua máy in kết nối với máy tính.