4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.6.2. Chiết rắ n lỏng
1.6.2.1. Nguyên tắc
Chiết pha rắn là quá ưình phân bố của các chất giữa hai pha, trong đó lúc đầu chất mẫu ở dạng lỏng (pha nước hay hữu cơ), còn chất chiết ở dạng rắn, dạng hạt nhỏ và xốp đường kính 25- 70p.m. Vì thế nên có tên là chiết pha rắn (Solid Phase Extration), hay chiết rắn - lỏng.
Chất chiết được gọi là pha tĩnh và được nhồi vào một cột chiết nhỏ, cột chiết có kích thước: 6 x 1 cm, hay dung lượng chiết 100 - 600 mg hoặc dạng đĩa chiết có kích thước dày 1 - 2 mm và đường kính 3 - 4 cm. Chất chiết là các hạt silicagel trung tính, các hạt nhôm oxit, hay các silicagel trung tính đã bị alkyl hóa nhóm - OH bằng nhóm mạch cacbon thẳng C2, C4, C 8, C 18,... hay nhân phenyl. Nó được chế tạo trong điều kiện giống như pha tĩnh của sắc ký HPLC và các hạt này có độ xốp lớn, với diện tích bề mặt xốp thường từ 50 - 300 m2/g.
Khi xử lý mẫu, dung dịch chất mẫu được dội lên cột chiết. Lúc này pha tĩnh tương tác với các chất và giữ lại một nhóm chất phân tích lại trên cột (trên pha tĩnh), còn các nhóm chất khác sẽ đi ra khỏi cột cùng với dung môi hòa tan mẫu. Như thế là chúng ta thu được nhóm chất cần phân tích ở trên pha tĩnh (chất chiết rắn). Sau đó dùng m ột dung môi thích hợp hòa tan tốt các chất phân tích để rửa giải chúng ra khỏi pha tĩnh (cột chiết) và chúng ta thu được dung dịch có chất phân tích để xác định chúng theo cách đã chọn.
1.6.2.2. Điều kiện chiết
Quá trình chiết ở đây là sự phân bố của chất phân tích giữa hai pha, pha rắn (chất chiết) và pha lỏng (dung dịch chứa chất phân tích) không trộn lẫn vào nhau trong những điều kiện nhất định như pH, dung môi, nhiệt độ, tốc độ chảy của mẫu qua cột chiết. Trong đó hệ số phân bố nhiệt động Kb của chất phân tích giữa hai pha (rắn và lỏng chứa mẫu) cũng là một yếu tố quyết định hiệu quả của sự chiết. Nó cũng tương tự như trong sắc ký cột lỏng - rắn (của các hệ HPLC).
- Pha rắn hay chất chiết (dạng cột chiết hay đĩa chiết) phải có tính chất hấp thụ hay trao đổi chọn lọc với một chất hay một nhóm chất phân tích nhất định, tức là tính chọn lọc của pha tĩnh chiết.
- Các chất chiết và dung môi rửa giải phải có độ sạch cao theo yêu cầu của cấp hàm phân tích.
- Hệ số phân bố nhiệt động Kfb của cân bằng chiết phải lớn, để có được hiệu suất chiết cao.
- Quá trình chiết phải xảy ra nhanh và nhanh đạt cân bằng, nhưng không có tương tác phản ứng hóa học làm mất hay hỏng pha rắn và chất phân tích.
- Quá trình chiết phải có tính thuận nghịch, để còn có thể rửa giải tốt chất phân tích ra khỏi pha chiết bằng một pha động phù hợp.
- Không làm ô nhiễm bẩn thêm chất phân tích trong quá trình chiết bởi bất kì từ nguồn nào.
- Sự chiết phải được thực hiện trong điều kiện nhất định phù hợp, phải lặp lại được tốt và càng đơn giản dễ thực hiện càng tốt.
1.6.2.3. K ỹ th u ậ t chiết
- Tách chất phân tích từ mẫu bằng chất rắn. - Rửa giải bằng dung môi thích hợp.
- Tinh chế dịch chiết trong cân bằng chiêt lỏng- lỏng. 1.6.2.4. Q uy trìn h chiết
Xử lý cột bằng dung môi hoặc dung dịch đệm thích hợp để chuyển pha rắn sang trạng thái có thể lưu giữ chất phân tích trong mẫu.
Tách chất phân tích: mẫu được hòa tan trong dung môi và cho qua cột. Pha rắn sẽ lưu giữ chất phân tích và một số tạp chất.
Loại tạp: dùng dung môi hoặc dung dịch đệm cho qua cột để loại tạp đã được giữ lại trên pha rắn và làm giàu mẫu phân tích. Hoặc có thể rửa giải chất cần phân tích ra trước và giữ lại tạp trên cột.
Rửa giải: dùng dung môi thích hợp đẩy chất phân tích khỏi pha rắn. Dịch chiết thu được sẽ được tiếp tục phân tích bằng các phương pháp thích hợp.
1.6.2.5. Các ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng.
Chiết pha rắn là một kĩ thuật chiết mới ra đời, đang phát triển và được ứng dụng trong khoảng chục năm trở lại đây, nhất là ở các nước tiên tiến và nó mới vào Việt Nam từ năm 1997. Hiện nay đã có một số hãng sản xuất và cung cấp ra thị trường nhiều loại chất chiết và dụng cụ chiết khác nhau cho nhiều đối tượng rất tiện dụng. Chất chiết thường là các chất Silica được hoạt hóa để chúng có thể có khả năng hấp thụ cao và chọn lọc chất theo từng nhổm.
* Ưu điểm:
• Có tính chọn lọc đối với một nhóm hợp chất phân tích. • Cân bằng chiết nhanh đạt được và có tính thuận nghịch.
• Thích hợp cho mẫu lượng nhỏ và phân tích lượng vết các chất. • Thao tác đơn giản và nhanh hơn các kỹ thuật chiết khác.
• Trong quá trình chiết luôn luôn có cả sự làm giàu chất phân tích. • Chất chiết pha rắn không đắt (khoảng 50.000 đ.V N /lcột chiết). * Nhược điểm:
• Khó lưu giữ được chất phân cực mạnh.
• Tính chọn lọc chỉ dựa vào tương tác phân cực, tương tác kỵ nước, chưa dựa vào đặc điểm của chất phân tích.
CHƯƠNG 2
THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u