A Tín hiệu
3.2.2. Khảo sát lựa chọn thời gian bơm mẫu
Một yêu cầu đặt ra khi phân tích asen là độ nhạy ít nhất phải đạt đ−ợc d−ới giới hạn cho phép về hàm l−ợng asen trong n−ớc ngầm theo QCVN 09: 2008/BTNMT (50 μg/L ≈ 0,67 μM), hoặc tốt nhất là đạt đ−ợc d−ới giới hạn cho phép về hàm l−ợng asen trong n−ớc cấp sinh hoạt theo TCVN 5502: 2003 (10 μg/L ≈ 0,13 μM). Để đơn giản và nhằm đảm bảo phản ánh trung thực
thành phần mẫu phân tích bơm vào mao quản, kỹ thuật bơm mẫu lựa chọn là thủy động lực học kiểu xiphông bằng cách đ−a đầu mao quản nhúng trong dung dịch mẫu lên cao hơn so với đầu mao quản còn lại nhúng trong dung dịch pha động điện di để tạo áp lực cho mẫu đi vào mao quản trong một thời gian nhất định. Chiều cao bơm mẫu (20 cm) giữ không đổi trong tất cả các thí nghiệm và thời gian bơm mẫu có thể dao động trong khoảng 10 đến 120s tùy theo mục đích khảo sát.
Trong số các kỹ thuật làm giàu trực tiếp trên cột của ph−ơng pháp điện di mao quản, các kỹ thuật làm giàu động học (bao gồm cả kỹ thuật làm giàu đẳng điện và kỹ thuật khuếch đại điện tr−ờng trong hệ pha động điện di liên tục) và kỹ thuật sử dụng các chất làm thay đổi dòng điện di thẩm thấu với tác dụng nh− một bơm đẩy, kỹ thuật sử dụng dòng cân bằng thủy động lực học đều tỏ ra không hiệu quả trong tr−ờng hợp này. Lý do chính là các kỹ thuật này sử dụng các chất thêm hoặc trong dung dịch pha động điện di hoặc dung dịch pha mẫu là các chất có độ dẫn cao, trong khi việc phân tích asen bằng detector độ dẫn lại đòi hỏi các dung dịch pha động điện di có độ dẫn thấp. Hơn nữa, một số kỹ thuật này cần có giai đoạn chuyển phân cực rất khó thực hiện để đạt đ−ợc độ lặp lại tốt đối với một mẫu phân tích, và càng khó thực hiện hơn với các nền mẫu thực tế phức tạp (n−ớc ngầm) và có thành phần rất khác nhau với các mẫu khác nhau. Tuy nhiên, hầu hết các kỹ thuật làm giàu này đều có chung một đặc điểm có thể áp dụng nhằm nâng cao độ nhạy là bơm mẫu với một l−ợng lớn nhất có thể vào mao quản. Do đó, trong tr−ờng hợp này, nhằm nâng cao độ nhạy cho việc phân tích asen, ph−ơng pháp điện di CE-C4D sử dụng kết hợp với kỹ thuật bơm mẫu l−ợng lớn và không kèm theo quá trình chuyển phân cực. Để thực hiện điều này, chiều dài mao quản sẽ phải tăng lên do khi bơm mẫu với l−ợng lớn sẽ làm giảm chiều dài hiệu dụng của mao quản. Tuy nhiên, khi càng tăng chiều dài mao quản thì điện thế sử dụng càng phải cao để có thể thực hiện đ−ợc quá trình phân tách trong mao quản.
Với điện thế tách sử dụng là -15 kV thì chiều dài mao quản tối −u lựa chọn là 60 cm. Cùng với chiều dài mao quản, thời gian bơm mẫu cũng đ−ợc khảo sát trên cơ sở bơm mẫu kiểu thủy động lực học kiểu xiphông trong khoảng 10 s đến 120 s. Kết quả khảo sát nêu ở bảng 3.6 và hình 3.12 cho thấy với thời gian bơm mẫu dài hơn sẽ cho tín hiệu pic của As(V) lớn hơn. Tuy nhiên, trong đối t−ợng mẫu phân tích là n−ớc ngầm có chứa hàm l−ợng cao gấp nhiều lần của các anion cơ bản (Cl-, NO3-, SO42-, HCO3-,...) và tín hiệu của chúng cũng tăng cùng với việc tăng thời gian bơm mẫu làm ảnh h−ởng đến tín hiệu của As(V). Do đó, thời gian bơm mẫu tối −u là 120 s đ−ợc lựa chọn vừa để đảm bảo tăng độ nhạy mà vẫn có đ−ợc sự phân tách tốt giữa tín hiệu pic của As(V) và photphat, cũng nh− pic của các anion cơ bản có trong nền mẫu (hình 3.13). Các điều kiện phân tích khác bao gồm: pha động điện di là axit axetic 5 mM, pH = 4,6, mao quản silica có đ−ờng kính trong là 50 μm với tổng chiều dài 60 cm (Leff = 53 cm), điện thế tách: -15 kV. 20 15 10 5 0
Chiều cao pic của As
(V ) (m V ) 120 100 80 60 40 20 0
Thời gian bơm mẫu (s)
Hình 3.12. Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của chiều cao pic As(V) 1,3 μM vào thời gian bơm mẫu
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh h−ởng của thời gian bơm mẫu với nồng độ As(V) là 1,3 μM
Thời gian bơm mẫu (s)
10 30 60 90 120
Chiều cao tín hiệu pic As(V) (mV)
1,91 5,82 11,34 15,68 19,30
Nh− vậy, thời gian bơm mẫu tối −u là 120 s sẽ đ−ợc áp dụng cho các khảo sát tiếp theo. Tiếp theo là phần khảo sát ảnh h−ởng của các anion cơ bản có trong thành phần n−ớc ngầm, bao gồm: nitrat, sunphat, cacbonat, clorua và một số anion của các nguyên tố nằm gần As trong bảng Hệ thống tuần hoàn.
10080 80 60 40 20 0 1200 1000 800 600 400 200 0 Thời gian (s) 20 mV các anion cơ bản As(V) photphat A 25 20 15 10 5 0 -5 -10 1100 1080 1060 1040 1020 Thời gian (s) 5 mV As(V) photphat B
Hình 3.13. Điện di đồ phân tích As(V) 1,3 μM đ−ợc thêm vào nền mẫu n−ớc ngầm trong sự có mặt của photphat với thời gian bơm mẫu 120 s. A-