Sắc ký là phương pháp tách, phân li, phân tích dựa trên sự phân bố liên tục các cấu tử chất phân tích lên hai pha, một pha thường đứng yên, có khả năng hấp thụ chất phân tích gọi là pha tĩnh, một pha di chuyển qua pha tĩnh gọi là pha động. Khi tiếp xúc với pha tĩnh, các cấu tử của hỗn hợp sẽ phân bố giữa pha động và pha tĩnh tương ứng với tính chất của chúng (tính bị hấp phụ, tính tan...). Các chất khác nhau sẽ có ái lực khác nhau với pha động và pha tĩnh. Trong quá trình pha động chuyển động dọc theo hệ sắc ký các chất có ái lực lớn với pha tĩnh sẽ chuyển động chậm hơn qua hệ thống sắc ký so với các chất có ái lực yếu hơn so với pha này nên chúng sẽ tách khỏi nhau [18].
Sắc ký khí (Gas Chromatography - GC) có pha động là khí, pha tĩnh có thể rắn hoặc lỏng, là một trong những phương pháp quan trọng để tách các chất có nhiệt độ bay hơi thấp như các hữu cơ dễ bay hơi [18].
Mẫu được đưa vào bộ phận bơm mẫu và được hóa hơi nhờ nhiệt độ phù đặt ở đây. Khí mang sau khi điều chỉnh áp suất và lọc để loại bỏ các tạp chất - đẩy mẫu đi từ đầu cột đến cuối cột. Tại đây, nhiệt độ được khống chế theo một chương trình nhiệt độ chặt chẽđể quá trình tách chất xảy ra có hiệu quả nhất. Sau khi rời khỏi cột tách tại các thời điểm khác nhau các cấu tử lần lượt đi vào detector, tại đó chúng được chuyển thành tín hiệu gọi là pic.
Khí mang: là một yếu tố góp phần quyết định hiệu quả của phép tách sắc ký, nó có vai trò đưa chất phân tích đi dọc theo cột. Ngoài ra, khí này còn là thành phần
- 43 -
để phát hiện chất cần phân tích sau cột, góp phần làm sạch hệ sắc ký… Các khí thường được sử dụng là: He, H2, N2, Ar, Ne, Kr, CH4… Bản chất của khí mang ảnh hưởng tới sự dãn rộng vùng mẫu. Đối với cột lớn, hiệu ứng thành lớn, phải dùng các khí nhẹ có khả năng khuyếch tán lớn.
Cột tách: là trung tâm của phương pháp sắc ký, có hai loại là loại cột nhồi và cột mao quản. Tuy nhiên, hầu hết các phép tách sắc ký khí ngày nay sử dụng cột mao quản có pha tĩnh lá các hợp chất cao phân tử với độ phân cực khác nhau phù hợp với chất phân tích.
Cấu tạo cột mao quản: được chế tạo bằng thép không gỉ hay thuỷ tinh. Thành trong cột được chế tạo sao cho có khả năng hấp thụ chất phân tích, gọi là pha tĩnh. Pha tĩnh được áp dụng rộng rãi là các hợp chất hữu cơ có khối lương phân tử lớn. Một số nhóm chất sử dụng làm pha tĩnh gồm 4 loại: các ancol, các loại ete, este, các hợp chất amin, các silicon. Để tẩm pha tĩnh lên cột phải có chất mang làm lớp đỡ, đó là silicagen hoặc oxit nhôm.
Detector: đây là bộ phận cũng rất quan trọng trong sắc ký khí, nó có nhiệm vụ chuyển hóa một đại lượng không điện thành đại lượng điện và có chức năng phát hiện và đo độ lớn của các cấu tử khi ra khỏi cột sắc ký. Vì vậy detector quyết định một phần độ chính xác cũng nhưđộ nhạy của phương pháp.
Nguyên tắc hoạt động của các detector là dựa vào tính chất vật lý của các cấu tử như: tính chất hấp thụ và phát xạ ánh sáng, tính phân cực, tính khúc xạ, tính dẫn điện, dẫn nhiệt, khối lượng riêng…Một số detector dùng trong sắc ký khí là: Dẫn nhiệt (TCD), kiểu dây, lửa (FPD), detector ion hóa heli, detector ion hóa argon, detector nitơ- kiểu nhiệt điện trở, bán dẫn, ion hóa ngọn lửa (FID), cộng kết điện tử (ECD), quang kế ngọn photpho NPD, detector khối phổ (MS)…