Tính l−ợng mẫu bơm vào mao quản

Nếu coi bề mặt trong của mao quản đồng đều, độ nhớt của dung dịch bơm vào mao quản để xác định thời gian bơm mẫu và dung dịch đệm điện ly t−ơng tự nhau, một cách t−ơng đối có thể tính l−ợng mẫu thực tế bơm vào mao quản bằng cách bơm một dung dịch có chứa ion với nồng độ cao vào mao quản ở chiều cao bơm mẫu cố định cho tất cả các thí nghiệm (20 cm). Dung dịch bơm vào là NaOH 0,1 M, cũng đ−ợc dùng để xử lý mao quản tr−ớc khi sử dụng nên sau đó mao quản có thể đ−ợc tiếp tục sử dụng mà không gây bất cứ ảnh h−ởng nào. Từ đó có thể xác định đ−ợc thời gian cần thiết để mẫu đi đ−ợc đến detector. Cùng với chiều dài mao quản từ đầu bơm mẫu đến detector đã đ−ợc xác định (L_eff) cho từng loại chiều dài mao quản, có thể xác định đ−ợc thể tích bơm mẫu cho từng thời gian bơm mẫu cụ thể (10 s, 20 s,..., 60 s,...) theo công thức tính thể tích hình trụ (có thể coi mao quản là một ống hình trụ):

V = π . r2 . h

Trong đó: V là thể tích, r là bán kính mao quản, h là chiều dài mao quản, với π = 3,14.

D−ới đây là ba ví dụ tính cho mao quản có đ−ờng kính trong 50 μm với chiều dài 50 cm và 60 cm và mao quản có đ−ờng kính trong 25 μm với chiều dài 60 cm.

1.1. Mao quản có đ−ờng kính trong 50 μm, dài 50 cm

Việc xác định thời gian cần thiết để mẫu đi từ đầu bơm mẫu của mao quản đến detector bằng cách bơm dung dịch NaOH 0,1 M vào mao quản đ−ợc minh họa trong hình 1 sau đây.

0 5 0 5 0 1200 1000 800 600 400 200 0 Thời gian (s) 500 mV 1228 s

Hình 1. Xác định thời gian cần thiết để mẫu đi đến detector với mao quản silica có đ−ờng kính trong là 50 μm, tổng chiều dài 50 cm (L_eff = 43 cm)

Thể tích mao quản có đ−ờng kính trong 50 μm với chiều dài của đoạn bơm mẫu đến detector là 43 cm (43 . 104 μm) là:

V = π . r2 . h = 3,14 . (25 μm)2

. (43 . 10⁴ μm) = 84387,5 . 104 (μm)3 hay: V = 843,87 (nL)

Với thời gian cần thiết để mẫu đi từ đầu bơm mẫu của mao quản đến detector (43 cm) xác định đ−ợc là 1228 s, có thể tính đ−ợc thể tích bơm mẫu và chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản trong một khoảng thời gian nhất định (15 s, 60 s, 120 s), cụ thể nh− sau:

™ Thời gian bơm mẫu 15 s:

- Thể tích bơm mẫu là: V_15s = (843,87 nL x 15 s) / 1228 s = 10,3 (nL) - Chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản:

l_15s = (43 cm x 15 s) / 1228 s = 0,52 (cm)

(chiếm 1,2 % chiều dài hiệu dụng (L_eff) của mao quản)

™ T−ơng tự, có thể tính cho thời gian bơm mẫu 60 s: - Thể tích bơm mẫu là: V_60s = 41,2 (nL)

™ Thời gian bơm mẫu 120 s:

- Thể tích bơm mẫu là: V_120s = 82,4 (nL)

- Chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản: l_120s = 4,2 (cm) (9,8 % L_eff) Cũng với cách này có thể tính cho bất cứ thời gian bơm mẫu mong muốn nào đó.

1.2. Mao quản có đ−ờng kính trong 50 μm, dài 60 cm

Thời gian cần thiết để mẫu đi từ đầu bơm mẫu của mao quản đến detector xác định đ−ợc bằng cách bơm dung dịch NaOH 0,1 M vào mao quản có đ−ờng kính trong 50 μm, dài 60 cm (L_eff = 53 cm) là 2168 s (hình 2).

25002000 2000 1500 1000 500 0 2000 1500 1000 500 0 Thời gian (s) 500 mV 2168 s

Hình 2. Xác định thời gian cần thiết để mẫu đi đến detector với mao quản silica có đ−ờng kính trong là 50 μm, tổng chiều dài 60 cm (L_eff = 53 cm)

T−ơng tự nh− trên, có thể tính đ−ợc thể tích bơm mẫu từ đầu mao quản đến detector là:

V = 3,14 . (25 μm)2

. (53 . 10⁴ μm) = 104012 . 104 (μm)3

= 1040,1 (nL) Từ đó có thể tính đ−ợc thể tích bơm mẫu và chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản trong một khoảng thời gian 15 s, 60 s và 120 s nh− sau:

™ Thời gian bơm mẫu 15 s:

- Chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản:

l_15s = (53 cm x 15 s) / 2168 s = 0,37 (cm) (0,7 % L_eff)

™ Thời gian bơm mẫu 60 s:

- Thể tích bơm mẫu là: V_60s = 28,8 (nL)

- Chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản: l_60s = 1,5 (cm) (2,7 % L_eff)

™ Thời gian bơm mẫu 120 s:

- Thể tích bơm mẫu là: V_120s = 57,6 (nL)

- Chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản: l_120s = 2,9 (cm) (5,5 % L_eff) Nh− vậy, hoàn toàn t−ơng tự có thể thực hiện tính toán một cách t−ơng đối cho các loại mao quản có kích th−ớc khác nhau để có ý t−ởng về l−ợng mẫu hoặc chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản.

1.3. Mao quản có đ−ờng kính trong 25 μm, dài 60 cm

Thời gian cần thiết để mẫu đi từ đầu bơm mẫu của mao quản đến detector xác định đ−ợc bằng cách bơm dung dịch NaOH 0,1 M vào mao quản có đ−ờng kính trong 25 μm, dài 60 cm (L_eff = 53 cm) là 3435 s (hình 3).

Hình 3. Xác định thời gian cần thiết để mẫu đi đến detector với mao quản silica có đ−ờng kính trong là 25 μm, tổng chiều dài 60 cm (L_eff = 53 cm)

Thể tích bơm mẫu từ đầu mao quản đến detector đ−ợc tính nh− sau: V = 3,14 . (12,5 μm)2

. (53 . 10⁴ μm) = 26003,125 . 104 (μm)3

Từ đó có thể tính đ−ợc thể tích bơm mẫu và chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản trong một khoảng thời gian 15 s, 60 s hoặc 120 s nh− sau:

™ Thời gian bơm mẫu 15 s:

- Thể tích bơm mẫu là: V_15s = (260,0 nL x 15 s) / 3435 s = 1,1 (nL) - Chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản:

l_15s = (53 cm x 15 s) / 3435 s = 0,23 (cm) (0,44 % L_eff)

™ Thời gian bơm mẫu 60 s:

- Thể tích bơm mẫu là: V_60s = 4,5 (nL)

- Chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản: l_60s = 0,92 (cm) (1,7 % L_eff)

™ Thời gian bơm mẫu 120 s:

- Thể tích bơm mẫu là: V_120s = 9,1 (nL)

- Chiều dài đoạn mẫu bơm vào mao quản: l_120s = 1,85 (cm) (3,5 % L_eff)