CHƢƠNG I : TỔNG QUAN
1.4. Một số kỹ thuật làm giàu trực tiếp trên cột trong phƣơng pháp điện di mao quản
1.4.5. Kỹ thuật làm giàu sử dụng sự khác biệt về pH giữa hai vùng mẫu (Dynamic
pH junction)
pH của dung dịch đệm điện di có vai trị quan trọng tác động tới khả năng tách chất trong điện di. Giá trị pH đƣợc lựa chọn sao cho gần với giá trị pKa của các chất phân tích. Kỹ thuật làm giàu Dynamic pH junction là kỹ thuật làm giàu dựa trên sự thay đổi trạng thái ion hóa hay độ dẫn của chất phân tích giữa các vùng pH khác nhau. Kỹ thuật này có khả năng làm giàu các chất phân tích có khoảng pKa nhỏ và phƣơng pháp này rất hiệu quả với chất phân tích là các axit yếu và bazơ yếu [18, 20, 23, 24, 26, 36].
Hình 1.11: Cơ chế của kỹ thuật làm giàu dựa trên sự khác nhau giữa pH của vùng đệm điện di và mẫu phân tích
Trong số các kỹ thuật làm giàu mẫu trực tiếp trên cột của phƣơng pháp điện di mao quản, các kỹ thuật bơm mẫu lƣợng lớn, kỹ thuật làm giàu đẳng điện và kỹ thuật làm giàu mẫu bằng pH đều không hiệu quả trong quá trình làm giàu phân tích hàm lƣợng As(III). Lý do là một trong số các kỹ thuật này cần có q trình chuyển phân cực (nhƣ kỹ thuật bơm mẫu lƣợng lớn) rất khó thực hiện để đạt đƣợc độ lặp lại tốt đối với mẫu phân tích và đặc biệt càng khó tiến hành lặp lại tốt đối với các mẫu nƣớc ngầm khác nhau có thành phần khác nhau. Việc chuyển phân cực trong bƣớc làm giàu cịn khó tiến hành với thiết bị điện di mao quản dùng để thực hiện đề tài này vì thiết bị sử dụng chỉ áp thế 1 chiều. Hơn nữa, một số phƣơng pháp làm giàu trên còn sử dụng một số chất có độ dẫn cao thêm vào dung dịch đệm điện di (nhƣ kỹ thuật làm giàu đẳng điện) hoặc chất có độ dẫn cao đƣợc thêm vào dung dịch nền mẫu có khả năng gây ra nhiễu nền lớn; điều này ảnh hƣởng rất lớn tới q trình phân tích cũng nhƣ tín hiệu As(III)- chất có độ linh động điện di rất kém. Trong khi đó, kỹ thuật làm giàu sử dụng sự khác biệt về pH giữa hai vùng mẫu (dynamic pH junction) tỏ ra ƣu thế và dễ áp dụng trong quá trình làm giàu As(III). Do đó, chúng tơi lựa chọn kỹ thuật này nhằm làm tăng độ nhạy xác định dạng As(III) trong mẫu nƣớc bằng phƣơng pháp điện di mao quản. Dạng As(V) sẽ đƣợc xác định gián tiếp qua dạng As(III).
Kỹ thuật làm giàu sử dụng sự khác biệt về pH giữa hai vùng mẫu (dynamic pH junction) trong phân tích As(III) bằng CE- C4D kiểu phân cực ngƣợc
Do axit aseno có pKa= 9,2 nên trong vùng đệm có pH ≥ 9, As(III) tồn tại chủ yếu dƣới dạng anion H2AsO3-
có độ linh động điện di kém nên khi tiến hành điện di thông thƣờng (áp thế âm ở đầu bơm mẫu) thì thời gian di chuyển điện di của As(III) hầu nhƣ chậm nhất trong số các anion khác có mặt trong mẫu và chỉ xuất hiện ngay trƣớc dịng EOF. Từ đó, nếu ta tiến hành phân cực ngƣợc (áp thế dƣơng ở đầu bơm mẫu) thì thứ tự điện di lần lƣợt sẽ là: các cation, dòng EOF và anion H2AsO3- xuất hiện trƣớc so với các anion khác có trong mẫu. Do đó, ta có thể tăng thời gain bơm mẫu cũng nhƣ áp dụng một số kỹ thuật làm giàu mẫu mà không bị ảnh hƣởng bởi các anion có hàm lƣợng rất cao có trong mẫu nƣớc ngầm.
26
Kỹ thuật làm giàu As(III) sử dụng sự khác biệt về pH giữa hai vùng mẫu (dynamic pH junction) đƣợc tiến hành As(III) đƣợc pha trong nền mẫu axit có pH thấp và pha động điện di có pH cao. Trong mơi trƣờng axit có pH thấp, As(III) tồn tại dƣới dạng phân tử trung hịa nên khơng bị điện di; khi tiến hành phân cực ngƣợc (áp thế dƣơng vào đầu bơm mẫu) dƣới tác dụng của dòng EOF các phân tử này sẽ bị kéo tới vùng ranh giới giữa hai vùng (vùng mẫu và vùng đệm). Tại đây, có sự thay đổi trạng thái oxi hóa của As(III) từ trạng thái phân tử trung hòa sang dạng anion H2AsO3-
. Nhƣ vậy, tại bề mặt ranh giới giữa hai vùng mẫu khơng chỉ có sự tập trung chất phân tích mà cịn có sự thay đổi tốc độ điện di của chất phân tích, điều này giúp làm giàu mẫu. Hơn nữa, kỹ thuật này còn hạn chế ảnh hƣởng của các anion hàm lƣợng cao có trong mẫu nƣớc ngầm khi vùng anion này có thời gian di chuyển điện di sau As(III); đồng thời loại bỏ các cation ra khỏi vùng mẫu.