2. Tên đề tài: Xây dựng quy trình xác định dƣ lƣợng Trifluralin trong thủy sản
3.1. Hệ thống sắc ký khí – GC
3.1.1. Giới thiệu về sắc ký khí.
Sắc ký khí được biết từ năm 1906 nhưng mãi đến năm 1952, kỹ thuật này mới được phát triển mạnh mẽ, nhất là trong thập niên 1960.
Sắc ký khí là kỹ thuật phân tích hiêu quả với độ phân giải cao, có thể giúp khảo sát một mẫu chất có trọng lượng vài miligam và đội khi chỉ vài microgram, có thể phân tích một hỗn hợp mẫu chất phức tạp và có thể phân tích định lượng.
Kỹ thuật sắc ký khí được sử dụng để phân tích một lượng rất lớn một lượng rất lớn những hợp chất hữu cơ khác nhau, các hợp chất đó có thể là chất khí hoặc chất lỏng, đơi khi là chất rắn. Tuy nhiên, đối với các hợp chất không bền nhiệt, kém bay hơi (trọng lượng phân tử lớn hơn 300 amu) hoặc loại hợp chất ion, kỹ thuật sắc ký khí khơng thể phân tích mẫu trực tiếp được mà cần phải biến đổi các hợp chất nói trên thành các hợp chất có tính bay hơi, mới có thể phân tích bằng sắc ký khí.
(a) (b)
3.1.2. Các bộ phận của hệ thống sắc kí khí.
Hình 10: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống sắc ký khí – GC.
3.1.2.1. Khí mang (carrier gas).
Khí mang cịn được gọi là khí vecto. Trong sắc ký khí, khí mang đóng vai trị là pha động để vận chuyển các thành phần mẫu phân tích xuyên ngang cột sắc ký, đến bộ phận phát hiện tín hiệu.
Bảng 6: Độ nhớt và độ dẫn nhiệt của một số khí dùng làm khí mang.
Khí mang Trọng lƣợng phân tử Độ nhớt (µp) Độ dẫn nhiệt (cal.s-1cm-2.ºC-1.cm-1)x10-6 CO2 44 189 42 Ar 40 269 44 O2 32 256 66 Van khí Bình chứa khí Hệ thống tiêm mẫu Buồng tiêm mẫu Hệ thống nhận tín hiệu Detector Buồng sắc ký Cột sắc ký Sắc ký đồ
N2 28 219 64
He 4 228 369
H2 2 108 459
Metan 16 - 86
Etanol 46 - 35
Nguồn: Nguyễn Kim Phi Phụng (2002), Phương pháp cô lập các hợp chất hữu cơ.
Khí mang được cung cấp bởi một bình có áp suất cao, lên đến 300 psi (20,7 MPa). Khí mang phải có độ tinh khiết 99,999%.
3.1.2.2. Bộ phận đƣa mẫu vào máy.
Bộ phận đưa mẫu vào máy là nơi mà mẫu từ bên ngoài được đưa vào bên trong máy sắc ký. Bộ phận này gồm ống bằng thủy tinh hoặc thép không gỉ, một đầu nối vào bên trong máy sắc ký, còn đầu kia tiếp xúc với bên ngồi; đầu này có gắn một nút bằng cao su silicon dầy 2,3 – 3,2 mm (septum).
3.1.2.3. Cột sắc ký.
Cột sắc ký đặc biết rất dài. Loại cột nhồi pha tính thường có đường kính trong 2 – 6 mm và dài 1 – 3 m. Loại cột mao quản thường có đường kính trong 0,2 – 0,7 mm và dài 10 – 100 m. Cột dài được cuộn thành các khoanh trịn có đường kính 10 – 20 cm.
(a) (b)
Hình 11 : (a) Cột nhồi, (b) Cột mao quản.
- Đầu dò dẫn nhiệt (Thermal conductivity detector, TCD). - Đầu dị ion hóa ngọn lửa (Flame ionization detector, FID). - Đầu dò bắt điện tử (Electron capture detector, ECD).
- Đầu dò Nitrogen – phosphor (Nitrogen – phosphorous detector, NPD). - Đầu dò trắc quang ngọn lửa (Flame photometric detector, FPD). - Đầu dị quang ion hóa (Photoionisation detector, PID).
- Đầu dị phức hợp (miscellaneous detector)
Ngồi ra, ngày nay người ta cịn kêt hợp GC với MS và IR thành hệ thống GC/MS và GC/IR.
3.1.3. Cơ chế hoạt động.
Trong sắc ký khí, pha động là một chất khí thường được gọi là khí mang. Khí này xuất phát từ một bình khí nén thành một dịng khí có thể điều chỉnh lưu lượng bởi những van khóa, để đi vào một cột có chứa pha tĩnh. Tại cột này, các thành phần khác nhau của hỗn hợp mẫu khảo sát được tách riêng ra. Mẫu chất khảo sát hoặc các hợp chất chuẩn được chích vào dịng khí mang tại một vị trí ở đầu cột pha tĩnh, rồi đi ngang qua pha tĩnh được tách thành các hợp chất riêng rẽ và ra khỏi cột. Các hợp chất khác nhau của hỗn hợp mẫu chất ban đầu được bộ phận phát hiện ghi nhận (bằng các tín hiệu điện tử) và giao diện của máy biến đổi tín hiệu đó thành các mũi xuất hiện trên sắc ký đồ.