CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.3. Phƣơng pháp sắc ký GC/MS
1.3.1. Khái niệm
Sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC/MS_Gas Chromatography Mass Spectometry) là một trong những phƣơng pháp sắc ký hiện đại nhất hiện nay với độ nhạy và độ đặc hiệu cao, đƣợc sử dụng rộng rãi trong các nghành nhƣ y học, môi trƣờng, nông sản, kiểm nghiệm thực phẩm. Thiết bị GC/MS đƣợc cấu tạo gồm hai phần: Phần sắc ký khí (GC) dùng để phân tích hỗn hợp các chất và tìm ra chất cần phân tích, phần khối phổ (MS) mô tả các hợp phần riêng lẻ bằng cách mô tả số khối. Nhờ sự kết nối này, có thể tiết kiệm khá nhiều thời gian thực nghiệm.
Nguyên tắc: Sắc ký khí là phƣơng pháp sắc ký mà pha động là một dòng khí liên tục chạy qua pha tĩnh. Các chất đƣợc tách ra khỏi hỗn hợp bởi tƣơng tác khác nhau của chúng với pha tĩnh. Do khả năng hòa tan rất kém của chất khí, dòng khí này không đóng vai trò của một pha động thực sự trong hệ thống sắc ký. Nó chỉ làm nhiệm vụ lôi cuốn các chất trong pha hơi chạy theo pha tĩnh để chúng có thể tuơng tác với pha tĩnh. Do đó, dòng khí chạy trong cột sắc ký đƣợc gọi là khí mang. Đóng vai trò đẩy các chất ra khỏi pha tĩnh là nhiệt độ. Các chất có độ sôi khác nhau sẽ bị lƣu giữ hay bị lôi cuốn bởi các dòng khí mang khác nhau. Từ đó các chất đƣợc tách ra khỏi nhau. Do phải đƣợc hóa hơi để có thể lôi cuốn đi, chỉ có những chất bay hơi mới có thể phân tách đƣợc. Vì vậy, sắc ký khí chỉ áp dụng cho các chất có khả năng bay hơi ở nhiệt độ tiến hành sắc ký.
Phƣơng pháp sắc ký khí GC-MS là một phƣơng pháp có độ nhạy cao đƣợc sử dụng trong các nghiên cứu về thành phần các chất trong không khí.
1.3.2. Sơ đồ và nguyên tắc hoạt động thiết bị GC/MS
GC/MS có cấu tạo giống với một thiết bị sắc ký khí thông thƣờng với đầu dò là detector MS (khối phổ).
Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống sắc ký khí GC-MS
Sắc ký khí (GC): phân tách hỗn hợp hoá chất thành một mạch theo từng chất tinh khiết.
Nguồn cấp khí (gas supply) Thiết bị điều khiển khí nén
Cửa tiêm mẫu (injection): Dung môi chứa hỗn hợp các chất sẽ đƣợc tiêm vào hệ thống tại vị trí này. Mẫu sau đó đƣợc dẫn qua hệ thống bởi khí trơ. Nhiệt độ ở cửa tiêm mẫu đƣợc nâng lên 300oC để mẫu trở thành dạng khí.
Buồng cột (oven): Phần thân của hệ thống GC chính là một buồng gia nhiệt đặc biệt. Nhiệt độ của lò này có thể điều chỉnh dao động trong khoảng từ 400
C cho tới 3200C.
Cột tách (column): Bên trong hệ thống GC là một cuộn ống nhỏ hình trụ có chiều dài 30 mét với mặt trong đƣợc tráng bằng một loại polymer đặc biệt. Các chất trong hỗn hợp đƣợc phân tách bằng cách chạy dọc theo cột này.
Bộ phân khuếch đại tín hiệu (detector amplifier) Bộ phận kết nối (interface)
Sau khi đi qua cột sắc kí khí, các hoá chất tiếp tục đi vào pha khối phổ. Ở đây chúng bị ion hoá. Sau quá trình bắn phá, các mảnh phổ sẽ tới bộ phận lọc. Dựa trên khối lƣợng, bộ lọc lựa chọn chỉ cho phép các mảnh phổ có khối lƣợng nằm trong một giới hạn nhất định đi qua.
Khối phổ (MS): xác định định tính và định lƣợng. Nguồn cấp ion (ion source)
Bộ phận phân tích định lƣợng (mass analyser) Detector MS
Buồng chân không (vacuum system)
Thiết bị điều khiển điện tử (control electronics)
Thiết bị cảm biến có nhiệm vụ đếm số lƣợng các hạt có cùng khối lƣợng. Thông tin này sau đó đƣợc chuyển đến máy tính và xuất ra kết quả gọi là phổ khối đồ.