2. HỆ THỐNG SẮC KÝ KHÍ
2.3.2 Buồng tiêm dùng cho cột mao quản
tiêm
- Buồng tiêm chia dịng (split) /khơng chia dịng(splitless)
a/ Tiêm chia dịng (split) /khơng chia dịng(splitless) là kỹ thuật tiêm phổ biến nhất
và thích hợp nhất dùng cho cột mao quản nhằm làm giảm lượng mẫu đưa vào cột, đặc biệt là với những cột cĩ đường kính trong rất nhỏ.
Buồng tiêm ở chế độ chia dịng(split):
Thích hợp cho mẫu cĩ các cấu tử phân tích cĩ nồng độ lớn hơn 0.1% mẫu. Với các phân tích cĩ độ phân giải cao, các kết quả tốt nhất thu được khi cho lượng nhỏ nhất của mẫu (≤ 1μl) tiêm vào cĩ thể được dị tìm khoảng ≤ 1ng cho mỗi cấu tử. Việc tiêm tồn bộ mẫu sẽ làm quá tải cột cĩ đường kính 0.32 mm hoặc nhỏ hơn. Trong khi đĩ tiêm mẫu cĩ chia dịng chỉ đưa vào cột khoảng 0.2 đến 2% lượng mẫu.
Mẫu được tiêm nhanh (< 1s) qua lớp đệm cao su silic (septum) vào vùng hĩa hơi của hệ thống tiêm mẫu (injector) được giữ ở nhiệt độ cao (ví dụ ở 350oC) để quá trình bay hơi mẫu được diễn ra nhanh. Dịng khí mang lơi kéo mẫu qua buồng trộn, ở đĩ cĩ sự hĩa hơi hồn tồn và hịa trộn tốt.
Tại điểm chia dịng, một phần nhỏ của hơi đi vào trong cột sắc kí cịn phần lớn đi qua van chia dịng đến lỗ thơng khí thải. Tỉ lệ của mẫu khơng được đưa vào cột được gọi là tỉ số chia dịng (split ratio) cĩ giá trị từ 50:1 đến 600:1. Sau khi mẫu bị sục ra khỏi buồng tiêm mẫu (khoảng 30s), van chia dịng đĩng lại và khí mang được giảm tương ứng.
Một μl chất lỏng được tiêm vào sẽ tạo khoảng 0.5 ml thể tích khí và nhanh chĩng làm đầy buồng tiêm mẫu. Vài khí cĩ thể thốt ra trở lại theo đường của đệm cao su silicon.
Các cấu tử cĩ nhiệt độ sơi thấp sẽ thốt ra đầu tiên rồi đến các cấu tử cĩ nhiệt độ sơi cao hơn. Nhiệt độ của buồng tiêm mẫu nên đủ lớn để giảm thiểu phần mất này của mẫu. Tuy nhiên nếu nhiệt độ quá cao, sự phân hủy mẫu cĩ thể xảy ra.
Trong suốt quá trình tiêm mẫu và sắc kí, cĩ dịng khí 1ml/ph làm sạch lớp đệm cao su silicon để tách hơi mẫu dư và các khí thốt ra từ lớp đệm cao su này (septum purge).
Buồng tiêm ở ch ế độ tiêm khơng chia dịng (splitless):
Thích hợp cho phân tích lượng vết những cấu tử cĩ nồng độ nhỏ hơn 0.01% mẫu và cách tiêm này cĩ khoảng 80 % mẫu được đưa vào cột.
Hệ thống tiêm mẫu tương tự như trường hợp tiêm mẫu chia dịng, nhưng ống thủy tinh trong buồng tiêm mẫu là thẳng, trống và khơng cĩ buồng trộn mẫu.
Một thể tích lớn (khoảng 2 μl) của dung dịch được pha lỗng trong dung mơi cĩ nhiệt độ sơi thấp được tiêm chậm (khoảng 2s) vào trong ống thủy tinh của buồng tiêm mẫu với lỗ thốt chia dịng bị đĩng.
Nhiệt độ của buồng tiêm mẫu cho chế độ khơng chia dịng giữ thấp hơn (khoảng 220oC) so với chế độ chia dịng vì mẫu bị lưu giữ lâu hơn trong buồng tiêm mẫu và tránh mẫu bị phân hủy nhiệt.
Hình 10. Hệ thống tiêm mẫu cĩ chia dịng, khơng chia dịng và tiêm mẫu vào cột
b/ Tiêm trên cột (on-column):Cĩ thể dùng cho cột đường kính trong tương đối lớn
0,32 mm (wide-bore). Mẫu phân tích được tiêm trực tiếp vào cột mà khơng cĩ sự hĩa hơi ở buồng tiêm, do đĩ thành phần của mẫu vào cột ít thay đổi so với mẫu ban đầu và độ lặp lại cao.
Tiêm trên cột hạn chế tối đa sự phân hủy và sự phân biệt các thành phần trong mẫu, nên được áp dụng cho phân tích các hợp chất khơng bền nhiệt, dễ bị phân hủy ở gần nhiệt độ sơi của nĩ và mẫu đa thành phần cĩ khoảng nhiệt độ sơi lớn.
Tiêm trên cột cĩ thể gây quá tải cột, làm giảm hoạt tính của pha tĩnh và gây nhiễm bẩn cột do sự tích lũy của các hợp chất ít bay hơi, vì vậy khơng thích hợp với mẫu chứa các hợp chất cĩ nhiệt độ sơi cao.
Yêu cầu loại bơm tiêm chuyên dụng với đầu kim nhỏ để cĩ thể đưa vào cột, buồng tiêm mẫu cũng phải được thiết kế đặc biệt, phải dùng cột cĩ đường kính trong tương đối lớn. Dùng tiền cột khơng chỉ bảo vệ cột tách mà cịn giúp cho việc tiêm mẫu dễ dàng hơn, tránh cho mẫu bị ngưng tụ trong cột, do đĩ làm giảm độ rộng của peak sắc ký.
Hiện nay, buồng tiêm PTV (Programmable temperature vaporizing) là buồng tiêm lý tưởng với sự kết hợp của tất cả các loại buồng tiêm nĩi trên, bao gồm cả tiêm chia dịng/khơng chia dịng và tiêm trên cột. Buồng tiêm cĩ thể thay đổi nhiệt độ, thời gian tiêm mẫu, lưu lượng khí chia dịng và khí làm sạch... Tuy nhiên cấu tạo, chương trình điều khiển khá phức tạp và phải tối ưu hĩa nhiều thơng số.