1.4. Các phương pháp tách xử lý mẫu
1.4.2. Tách stronti và rubidi trên cột nhựa trao đổi cationit
Do sự trùng khối khi định lượng bằng ICP-MS của đồng vị bền 87Rb và 87Sr nên việc loại bỏ rubidi ra khỏi stronti là vô cùng quan trọng, quyết định đến độ chính xác của phương pháp. Rubidi và stronti là hai nguyên tố ở hai nhóm IA và IIA nên có ái lực với pha tĩnh của nhựa trao đổi cation là khác nhau do vậy khi sử dụng các dung dịch rửa giải có pH khác nhau sẽ tách được chúng ra khỏi nhau khi sử dụng sắc ký trao đổi ion.
Vorster C. và cộng sự [54] đã tiến hành tách Rb, Sr trên cột với nhựa trao đổi cation Dowex 50x8, sử dụng chất tạo phức EDTA, DCTA làm dung môi rửa giải. Các nguyên tố Sr, Ca, Mg, Rb được hấp thu trên nhựa Dowex 50W-X8 ở dạng NH4+. Giải hấp các cation hóa trị 2 dưới dạng phức của chúng bằng EDTA hay DCTA. Do các cation hóa trị 2 có hằng số tạo phức với EDTA hay DCTA khác nhau nên có khả năng tách chúng ở các điều
kiện nhất định. Cả EDTA và DCTA đều không tạo phức với các kim loại kiềm nên Rb được giữ lại trên cột và sau đó được giải hấp bằng dung dịch axit HNO3 3M.
Để tách Ca, Cs, Ba, Sr, các tác giả Amano H. và Yanase N. [13], đã dùng nhựa trao đổi cationit Amberlite CG-120 (100-200 mesh) trên các cột có độ dài là 17×2cm và 25×2cm. Rửa giải canxi bằng dung dịch I gồm CH3COONH4 và CH3OH tỉ lệ 1:1 và dung dịch CH3COONH4 dùng để tách Cs, Sr và Ba ở các phân đoạn khác nhau. Canxi bị rửa giải bằng 600ml dung dịch I trong khi đó các ngun tố cịn lại vẫn bị giữ trên cột. Dùng từ 600-1000ml dung dịch CH3COONH4 để rửa giải các nguyên tố còn lại theo thứ tự Cs, Sr và cuối cùng là Ba. Qua khảo sát cho thấy, kích thước cột khơng ảnh hưởng nhiều đến khả năng tách các nguyên tố, nên chọn cột 17cm và rửa giải ở tốc độ thấp sẽ tách xác nguyên tố tốt hơn và tiết kiệm dung môi.
Tác giả Choi Sung Min sử dụng cột nhựa trao đổi cationit Dowex AG50W-X8 400mesh để tách Rb ra khỏi Sr trong mẫu nhân sâm bằng HCl [19]. Rubidi bị loại bỏ bằng 60ml HCl 11,9M trong khi stronti vẫn bị giữ lại trên cột. Thu hồi stronti bằng 60ml HCl 5M với tốc độ 1ml/ph. Sau khi tách, hàm lượng rubidi trong mẫu trắng 399,8±55µg/l, trong mẫu nhân sâm là 382±69 µg/l, khơng có sự khác biệt đáng kể giữa hai kết quả nên Rb được tách hoàn toàn ra khỏi Sr.
Để tách loại các nguyên tố ra khỏi stronti trong mẫu trầm tích biển, Chassery S. cùng cộng sự [17] sử dụng nhựa trao đổi cationit Dowex AG50W-X8, 200-400 mesh trong môi trường HCl 2,5M. Fe được rửa giải ra đầu tiên bằng 10ml HCl 2,5M; sau đó Rb được thu hồi bằng 3ml dung dịch tiếp theo, tiếp đến là Ca bị loại bỏ bằng 6ml HCl 2,5M và cuối cùng Sr được thu hồi bằng 4,5ml dung dịch rửa giải. Ba và các nguyên tố đất hiếm sẽ được rửa giải với HCl 6,2M.
Tách stronti để phân tích đồng vị được cải tiến hơn khi sử dụng nhựa stronti (Sr Spec resin). Nhựa Sr. Spec gồm dung dịch Crown ether (di-tert-butylcyclohexano-18-Crown-6) trong 1-octanol gắn lên chất trơ Amberchrom CG-71ms [44]. Cùng với stronti chỉ có chì và bari được giữ lại trên nhựa sau đó các nguyên tố này dễ dàng được rửa ra khỏi cột bằng
các dung dịch rửa giải có nồng độ khác nhau [44]. Mặc dù dung này có hiệu suất tách tốt tuy nhiên nhựa khá đắt tiền, đặc biệt khi phân tích nhiều mẫu.
Muynck D.D. và cộng sự [37] sử dụng cột nhựa trao đổi Sr (Sr Spec resin) với mục đích đánh giá một cách hệ thống nhựa đặc hiệu khi tách stronti để thu được phần Sr tinh khiết trong mẫu chứa hàm lượng Ca cao. Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng mẫu được nạp lên cột trong môi trường HNO3 7M. Ma trận các nguyên tố được rửa giải hoàn toàn khi sử dụng 10ml HNO3 7M, trong khi đó stronti vẫn bị giữ lại trên cột. Rb được loại bỏ khỏi nhựa sau khi rửa bằng 2ml HNO3 7 M, dùng đến 5ml HNO3 7M thì Ca bị loại bỏ hoàn tồn. Q trình rửa giải Sr từ nhựa chỉ bắt đầu khi môi trường cột cân bằng hoàn toàn trong HNO3 0,05 M. Trong khi hơn 95% lượng Sr nạp cột được thu hồi trong 3 ml HNO3 0,05 M đầu tiên, phần Sr được thu hồi về mặt định lượng sau khi rửa giải từ 3,5ml - 4ml HNO3 0,05M. Hiệu suất thu hồi Sr trong cả quá trình đạt trên 99%.
Tác giả Santos M.E. và cộng sự [48] sử dụng 2 cột nhựa trao đổi cation là Bio-Rad AG50WX8-400 mesh và nhựa trao đổi Sr (Sr Spec resin) để tách Rb ra khỏi Sr. Trên cột nhựa AG50W-X8-400 mesh sử dụng dung dịch rửa giải HCl 1M, phần lớn Rb bị rửa giải trong phân đoạn số 2 (40ml đầu), lượng lớn Sr được thu hồi ở phân đoạn số 4-5 tương ứng với 60-80 ml dung dịch rửa giải tiếp theo. Hiệu suất thu hồi stronti chỉ đạt 74,2%. Với nhựa Sr Spec resin, Rb sẽ được rửa giải bằng 20ml HNO3 8M ở tốc độ dòng nhỏ hơn 1ml/phút, tiếp đến Sr sẽ được thu hồi bằng 10ml nước siêu sạch, hiệu suất thu hồi đạt trên 90%.
Để tách Rb ra khỏi Sr trong mẫu đá địa chất, tác giả Lê Hồng Minh [4] sử dụng cột nhựa trao đổi cation Bio Rad AG 50W-X8, 200-400 mesh. Tác giả dùng HCl 1,5M để giải hấp Rb và HCl 3,0M để giải hấp Sr, nhưng khơng có thơng tin ảnh hưởng của Ca đến quá trình giải hấp Rb và Sr. Hiệu suất thu hồi lúc này của Rb là 93% còn Sr là 95%. Một phương án khác, tác giả sử dụng HNO3 0,7M để cân bằng cột sau đó cũng dùng HNO3 1,5M và 3M để giải hấp Rb, Sr thì hiệu suất thu hồi đạt hơn 95%.