(SEM)
Kĩ thuật vi chiết màng kim rỗng phủ trong dựa trên cân bằng
phân bố của các cấu tử phân tích từ môi trường mẫu lên một màng pha tĩnh mỏng Ďã Ďược phủ lên thành bên trong của một kim tiêm bằng hợp kim có Ďường kính nhỏ (cỡ 0,2 – 0,6mm). Pha tĩnh là các hợp chất cao phân tử có tính chất hoá, lý ổn Ďịnh, Ďặc biệt là có Ďộ bền nhiệt Ďủ lớn. Độ dày màng phim pha tĩnh có ảnh hưởng rất lớn Ďến thời gian Ďạt cân bằng phân bố, giới hạn phát hiện và hiệu quả vi chiết của các cấu tử [41, 42, 48, 51, 52, 53]. Độ dày màng phủ Ďược tính theo công thức bán thực nghiệm (3.1) [12] và Ďược Ďo bằng phương pháp kính hiển vi Ďiện tử quét (SEM) Ďể kiểm tra.
Hình 3.3: Sơ Ďồ mặt cắt ngang kim vi chiết
38
= R – r = R – R(1-C/D)1/2 (3.1)
Trong Ďó D là tỷ trọng và m là khối lượng của pha tĩnh, R là bán kính trong của kim khi chưa phủ pha tĩnh; r là bán kính trong của kim sau khi phủ pha tĩnh, C là nồng Ďộ khối lượng pha tĩnh/ thể tích dung dịch.
Từ công thức này ta thấy phụ thuộc vào bán kính ống rỗng của kim tiêm R,
nồng Ďộ dung dịch phủ C (biết trước khi pha dung dịch Ďể phủ) và tỷ trọng D của pha tĩnh. Với cùng một loại loại pha tĩnh Ďược phủ trên một kim rỗng nhất Ďịnh, khi Ďó Ďộ dày màng chỉ còn phụ thuộc vào nồng Ďộ dung dịch pha tĩnh hay chính là lượng pha tĩnh phủ lên thành bên trong của kim rỗng.
Dựa theo công thức bán thực nghiệm xây dựng Ďược (3.1), cùng với các thông số của kim tiêm, tỉ trọng pha tĩnh và nồng Ďộ pha tĩnh trong Ďiclometan, kết quả tính Ďộ dày màng pha tĩnh phủ lên thành trong của kim tiêm rỗng Ďược cho như ở bảng 3.1.
Bảng 3.1: Tính toán Ďộ dày màng phủ lên thành trong của kim tiêm rỗng [12]
Ghi chú: + LT: Kết quả tính toán theo công thức bán thực nghiệm 3.1 + SEM: Kết quả quan sát Ďược trên kính hiển vi Ďiện tử quét SEM. + “-”: Không có số liệu
Từ kết quả tính toán Ďộ dày màng phủ theo công thức bán thực nghiệm ta thấy khi nồng Ďộ dung dịch tăng, lượng pha tĩnh hoà tan trong cùng một lượng dung môi lớn hơn, do Ďó Δ sẽ tăng dần theo chiều tăng của nồng Ďộ dung dịch (bảng 3.1), Ďiều này là phù hợp với công thức bán thực nghiệm.
Nồng Ďộ pha tĩnh trong Ďiclometan (g/ml)
Chiều dầy màng phủ của pha tĩnh polymetylhydrosiloxan ứng với các nồng Ďộ khác nhau (µm) LT SEM 0,0250 1,8 - 0,0500 3,6 3,5 0,00 5,4 - 0,1000 7,2 7,5 0,1500 10,9 - 0,2000 14,8 - 0,3000 22,9 -
39
Sự lựa chọn pha tĩnh phù hợp trong kĩ thuật vi chiết pha rắn sử dụng kim rỗng phủ trong là một bước quan trọng, tuy nhiên Ďộ dày màng phủ cũng quyết Ďịnh Ďến hiệu quả vi chiết, nhất là về yếu tố thời gian và Ďộ nhạy của phương pháp. Bước cải tiến quan trọng của kĩ thuật HNF-ME so với SPME thường là Ďộ dày màng phủ có thể thay Ďổi Ďược theo ý muốn. Hơn nữa, pha tĩnh Ďược phủ lên thành bên trong của kim rỗng có thể tránh Ďược các tác Ďộng cơ học làm biến dạng và dễ hỏng màng phủ như trong kĩ thuật SPME thường [2, 17, 20, 30, 44, 46].
Đối với phương pháp Ďộng lực học không cần phải Ďợi tới thời gian Ďạt cân bằng hấp phụ, nên chiều dày màng pha tĩnh chỉ ảnh hưởng Ďến Ďộ nhạy của phương pháp phân tích. Màng pha tĩnh mỏng quá, cùng với thời gian lấy mẫu ngắn (t=5 phút) nên lượng chất phân tích hấp phụ lên màng Ďược ít, Ďặc biệt khi nồng Ďộ chất phân tích thấp. Vì thế, cần một chiều dày màng Ďủ Ďể lượng chất phân tích hấp phụ lên có thể phát hiện Ďược trên máy GC. Nếu màng pha tĩnh quá dày, lượng chất phân tích hấp thụ Ďược nhiều, có thể rút ngắn thời gian phân tích (xuống 2-3 phút ), nhưng sẽ ảnh hưởng Ďến phần rỗng nòng kim sau khi phủ bị thu hẹp lại….
Vì vậy, việc lựa chọn chiều dày màng pha tĩnh trong trường hợp ở Ďây là 22µm là thích hợp vừa Ďảm bảo có thể phát hiện ra chất phân tích vừa Ďảm bảo thời gian phân tích phù hợp.