CHƢƠNG 2 THỰC NGHIỆM
3.1. Khảo sát các điều kiện tối ƣu tách 4 chất hoạt động bề mặt ankyl sunfat trên CE-
CE-C4D
Điều kiện sử dụng để khảo sát tối ƣu điều kiện phân tách 4 CHĐBM ankyl sunfat C14, C12, C10, C8 bằng phƣơng pháp CE-C4D là mao quản silica đƣờng kính 50 µm, tổng chiều dài và chiều dài hiệu dụng tƣơng ứng là 53cm và 44cm, với các thông số khảo sát gồm:
pH và thành phần đệm.
Nguồn thế tách.
Thời gian bơm mẫu.
Chiều cao bơm mẫu.
3.1.1. Ảnh hƣởng của pH và thành phần đệm
Nghiên cứu về ảnh hƣởng của pH và các thành phần đệm đến hiệu quả tách là cần thiết, vì pH và thành phần đệm đóng vai trò quan trọng với hiệu quả tách trong CE. Các loại đệm phổ biến thƣờng đƣợc sử dụng trong CE-C4D là các hợp chất hữu cơ nhƣ: Arginine, Tris và His kết hợp với nhau hoặc kết hợp với axit axetic để thu đƣợc giá trị pH mong muốn.
Trong dung dịch, các chất hoạt động bề mặt tồn tại dƣới dạng anion với cấu trúc cồng kềnh. Nếu áp điện áp âm ở đầu bơm mẫu của mao quản, kết quả thu đƣợc là pic rộng, độ phân giải thấp và thời gian tách rất dài. Khi áp điện áp dƣơng, ở pH cao các anion di chuyển về phía cực âm bằng dịng điện di thẩm thấu (EOF). Hỗn hợp chứa bốn dung dịch chuẩn 5.10-5 M của C14, C12, C10 và C8 đƣợc bơm vào hệ CE để khảo sát các pH và các hệ đệm khác nhau. Đệm Arginine/Axit acetic10mM đƣợc khảo sát và điện di đồ đƣợc thể hiện trong hình 3.1.
Ở pH cao, độ linh động của EOF cao hơn độ linh động điện di của các chất phân tích. Vì vậy, pic EOF xuất hiện đầu tiên trong khi pic C8 là chất cuối cùng vì nó có chuỗi cacbon ngắn nhất, độ linh động điện di của nó là cao nhất trong số các chất phân tích.
.
Hình 3.1. Khảo sát pH đệm Arginin/Axit Acetic 1-C14, 2- C12, 3-C10, 4-C8
Kết quả hình 3.1, cho thấy độ phân giải thấp ở pH = 8,5 và pH =9,0. Ngoài ra, ở pH= 7,0; pH = 7,5 và pH = 8,0, pic C14 không sắc nét và ổn định. Do đó, cần tiếp tục nghiên cứu ảnh hƣởng của các hệ đệm khác ở pH cao, nhƣ hỗn hợp dung dịch đệm của Tris/ Axit acetic 10mM và dung dịch đệm của Tris / His. Các kết quả đƣợc thể hiện trong Hình 3.2 và 3.3.
Hình 3.2. Khảo sát pH đệm Tris/Axit acetic 1-C14, 2- C12, 3-C10, 4-C8
Khi sử dụng hệ đệm Arg / Ace và Tris / Ace, kết quả thu đƣợc các pic âm. Các kết quả có thể đƣợc giải thích bằng sự khác biệt về độ dẫn giữa đệm và các chất phân tích. Nếu độ dẫn của chất phân tích nhỏ hơn độ dẫn của đệm, có thể thấy các pic âm và ngƣợc lại. Với hệ đệm Tris / Ace, độ phân giải ở pH= 7,0 và pH = 7,5 tốt hơn nhƣng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu khá cao. Hệ đệm với tỷ lệ khác nhau của Tris /His đƣợc nghiên cứu với điện di đồ thể hiện trong hình 3.3.
Hình 3.3. Khảo sát thành phần đệm Tris/His 1-C14, 2- C12, 3-C10, 4-C8
Kết quả ở hình 3.3 cho thấy, ở tỷ lệ Tris / His 5/20mM các chất phân tách tốt nhƣng đƣờng nền khơng ổn định. Cịn ở tỷ lệ 70/20mM có độ phân giải thấp hơn, pic C14 và C12 bị dính vào nhau. Kết quả phân tách tốt nhất thu đƣợc với đệm Tris / His với tỷ lệ 50/20mM (pH=8,5). Do đó, Tris / His với tỷ lệ 50/ 20mM đƣợc lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.1.2. Ảnh hƣởng của thế tách
Quá trình điện di mao quản chỉ xảy ra khi điện áp đặt vào hai đầu mao quản, giúp kiểm sốt và duy trì chất lƣợng của dịng điện di. Để có kết quả tốt, cần phải chọn thế tách phù hợp và giữ điện áp ổn định trong quá trình tách. Thế tách đƣợc chọn để nghiên cứu bao gồm +15 kV, + 18kV và + 20kV. Các kết quả đƣợc thể hiện trong Hình 3.4.
Hình 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của thế tách 1-C14, 2- C12, 3-C10, 4-C8
Kết quả ở Hình 3.4 cho thấy khi thế tách tăng, thời gian di chuyển giảm, q trình phân tích sẽ nhanh hơn. Các thời gian di chuyển giảm đáng kể khi điện áp tăng từ +15kV lên +20kV. Ở mức +18kV và +20kV, diện tích pic nhỏ hơn +15kV. Tại + 15kV, các pic tách tốt và thời gian di chuyển là chấp nhận đƣợc. Nhƣ vậy, thế tách + 15kV đã đƣợc chọn và cố định cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.1.3. Ảnh hƣởng của thời gian bơm mẫu
Trong điện di mao quản, lƣợng mẫu phải đủ lớn và ổn định để đảm bảo độ nhạy tốt. Nếu lƣợng mẫu quá lớn, sự phân tán mạnh sẽ xuất hiện và làm giảm hiệu quả phân tách. Nghiên cứu về thời gian bơm mẫu đƣợc thực hiện bằng phƣơng pháp thủy động học, khảo sát các thời gian bơm mẫu khác nhau là 15 giây, 20 giây và 30 giây (Hình 3.5).
Hình 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian bơm mẫu 1-C14, 2- C12, 3-C10, 4-C8
Kết quả hình 3.5 cho thấy khi thời gian bơm mẫu tăng từ 15 đến 30 giây diện tích pic tƣơng ứng tăng, cịn thời gian di chuyển khơng thay đổi q nhiều. Khi thời gian bơm mẫu tăng, lƣợng mẫu vào mao quản tăng và diện tích pic tăng. Do đó, độ nhạy sẽ tăng lên. Tuy nhiên, nếu cỡ mẫu quá lớn, các pic phân tích có thể dính và làm giảm độ phân giải. Khi thời gian bơm mẫu là 20s, tín hiệu pic đối xứng và sắc nét nhất. Vì vậy, 20s là thời gian bơm mẫu thích hợp đƣợc lựa chọn.
3.1.4. Ảnh hƣởng chiều cao bơm mẫu
Khi sử dụng kỹ thuật bơm mẫu thủy động học kiểu xiphông, ở độ cao nhất định sẽ làm xuất hiện sự chênh lệch áp suất hai đầu mao quản, nhờ vậy mà mẫu đƣợc bơm vào bên trong mao quản, khi sự chênh lệnh chiều cao lớn lƣợng mẫu đƣợc bơm vào nhiều và nhanh làm giảm độ phân giải các chất, trong nhiều trƣờng hợp còn ảnh hƣởng tới hiệu năng của bề mặt lớp điện kép do đó nghiên cứu về tối ƣu chiều cao bơm mẫu là cần thiết. Kết quả khảo sát chiều cao bơm mẫu đƣợc thể hiện ở hình 3.6.
Hình 3.6. Khảo sát ảnh hưởng chiều cao bơm mẫu 1-C14, 2- C12, 3-C10, 4-C8
Kết quả ở hình 3.6 cho thấy khi chiều cao bơm mẫu tăng từ 15cm đến 25cm, diện tích pic tƣơng ứng cũng tăng. Khi diện tích pic nhỏ sẽ làm giảm độ nhạy, cịn khi diện tích q lớn pic có thể dính và giảm độ phân giải. Ở chiều cao 20 cm, điện di đồ đƣợc thu đƣợc có pic đủ lớn, sắc nét và độ phân giải tốt. Do đó, 20 cm là chiều cao bơm mẫu tối ƣu để phân tích.
Từ các kết quả khảo sát thu đƣợc, các điều kiện thích hợp nhằm xác định đồng thời 4 CHĐBM ankyl sunfat C14, C12, C10, C8 bằng CE-C4D đƣợc tóm tắt trong bảng 3.4.
Bảng 3.1. Điều iện tối ưu xác định đồng thời 4 ankyl sunfat bằng phương pháp CE-C4D
Các yếu tố Điều kiện
Detector C4D
Mao quản Mao quản silica đƣờng kính 50 µm, tổng chiều dài là 53cm (chiều dài hiệu dụng là 44cm)
Phƣơng pháp bơm mẫu Thủy động học kiểu xiphông: 20cm
Thời gian bơm mẫu 20s
Dung dịch đệm điện di Tris/His 50/20mM
Thế tách +15kV