Kỹ thuật không gian hơi trực tiếp [15]
Không gian hơi (headspace: HS) là một kỹ thuật chuẩn bị mẫu cho phân tích sắc ký rất đơn giản và hiệu quả. Nguyên tắc của kỹ thuật này là dựa vào khả năng dễ bay hơi của các chất cần phân tích trong mẫu mẹ ban đầu. Hiệu quả của qua trình bay hơi được tăng lên bằng việc gia nhiệt, thêm muối, thay đổi pH cho mẫu hoặc giảm áp trên phần kkông gian hơi (KGH) mẫu.
Cách thức tiến hành (hình 1.2): Một lượng mẫu vừa đủ (có thể là lỏng hoặc rắn) được cho vào lọ có nắp kín. Tiến hành gia nhiệt để cho cân bằng lỏng - hơi hoặc rắn - hơi của các chất được thiết lập, sau đó dùng kim tiêm lấy phần không gian hơi trên mẫu bơm trực tiếp vào cổng bơm mẫu injectơ của máy sắc ki khí để tiến hành phân tích. Ưu điểm của phương pháp là lượng mẫu sử dụng ít (cỡ vài mL), thao tác đơn giản, thời gian chuẩn bị mẫu nhanh, không cần dùng dung môi chiết và cột tách như các phương pháp cổ điển. Tuy nhiên hạn chế của kĩ thuật này là chỉ áp dụng tốt cho các hợp chất có nhiệt độ bay hơi thấp và tính chọn lọc khơng cao khi trong mẫu có nhiều chất đều có khả năng bay hơi [1].
Hình 1.2: Mơ hình kĩ thuật khơng gian hơi trực tiếp
Kỹ thuật vi chiết pha lỏng
những năm gần đây. Nguyên tắc của kỹ thuật này là dựa trên cân bằng phân bố của một hoặc một loạt các cấu tử phân tích từ mơi trường chứa mẫu (mẫu lỏng, KGH mẫu lỏng hoặc mẫu khí) vào một giọt dung mơi cỡ 1-3μL được “treo” trên đầu kim như kim tiêm Hamilton (hình 1.3). Sau thời gian đạt trạng thái cân bằng, tồn bộ lượng chất chiết được và giọt dung mơi được đưa vào đầu injectơ của máy sắc ký khí. Tại đầu injectơ, giọt dung mơi có thể được đưa vào cột tách cùng chất phân tích (trường hợp dung mơi chiết bay hơi) hoặc chỉ có các chất phân tích được giải hấp ra khỏi giọt dung mơi (trường hợp dung môi chiết không bay hơi) và đi vào cột tách sắc ký cịn giọt dung mơi được kéo trở lại kim tiêm để có thể tái sử dụng.
Hình 1.3. Mơ hình kỹ thuật vi chiết pha lỏng
(a) Vi chiết pha lỏng tĩnh với mẫu khí (b) Vi chiết pha lỏng tĩnh với mẫu lỏng
(c) Vi chiết pha lỏng tĩnh với KGH mẫu lỏng hoặc mẫu rắn Ưu điểm của kỹ thuật LPME là thiết bị và thao tác rất đơn giản, chỉ cần bơm kim tiêm Hamilton và chọn được loại dụng mơi thích hợp là có thể tiến hành vi chiết. Khó khăn của kỹ thuật là giọt dung mơi có thể bị phân tán vào môi trường mẫu hoặc khi thực hiện trong mẫu lỏng giọt dung mơi có thể bị bật ra khỏi đầu kim tiêm Hamilton khi bị tác động lực va đập. Tùy theo cách thức
tiến hành trong quá trình vi chiết mà chia thành vi chiết pha lỏng tĩnh và vi chiết pha lỏng động.
-Vi chiết pha lỏng tĩnh (S-LPME): Giọt dung môi được giữ yên tại đầu kim Hamilton trong môi trường chứa mẫu. Sau một khoảng thời gian các chất phân bố vào giọt dung môi đạt trạng thái cân bằng, kéo giọt dung mơi đã hấp thu dược chất phân tích trở lại kim tiêm Hamilton. Tiến hành giải hấp bởi nhiệt để đưa chất phân tích vào cột tách sắc ký tại đầu injectơ.
Vi chiết pha lỏng động (D-LPME): Khác với vi chiết pha lỏng tĩnh, vi chiết pha lỏng động thực hiện khi giọt dung môi liên tục được kéo, đẩy bên trong kim tiêm Hamilton. Như vậy sau mỗi chu kỳ, cân bằng phân bố của chất phân tích vào giọt dung mơi sẽ nhanh hơn, do q trình trộn lẫn của chất trong dung môi diễn ra liên tục. Ưu điểm của kỹ thuật vi chiết pha lỏng động là rút ngắn được thời gian vi chiết đáng kể so với kỹ thuật vi chiết pha lỏng tĩnh [29, 32]
Kỹ thuật vi chiết pha rắn thƣờng [15].
Kỹ thuật vi chiết pha rắn (solid -phase microextraction: SPME) lần đầu tiên được đề xuất tại trường đại học Waterloo (Ontrio, Canada), khoảng những năm 1990. Đây là một phương pháp lấy mẫu hiện đại để tách và làm giàu các hợp chất hữu cơ cần phân tích từ pha lỏng hoặc pha khí để đưa vào cột tách và xác định bởi các đetectơ khác nhau. Mơ hình cấu tạo của thiết bị SPME được trình bày như trong hình 1.4
Dụng cụ này bao gồm hai phần: sợi chiết và các bộ phận phụ trợ được bố trí theo kiểu xilanh. Sợi chiết ở đây là một đoạn sợi silica dài khoảng 1 cm, đường kính ngồi cỡ 0,11 mm, được phủ một lớp pha tĩnh polyme kị nước. Sợi chiết được gắn với một cần kim loại, tất cả được đặt trong một ông kim loại bảo vệ. Cần kim loại sau đó được gắn với pittơng đặt trong xilanh. Trên thế giới hiện đã có dụng cụ thương mại và sợi phủ pha tĩnh có thể tái sử dụng nhiều lần.