I- BỨC XẠ, TIA PHÓNG XẠ; C1 C6 – CATÔT A– ANÔT.
b. Các phương pháp, trang bị và ví dụ
Phương pháp chiết tĩnh: Phương pháp chiết này đơn giản, không cần máy móc phức tạp, mà chỉ cần một số phễu chiết (dung tích 100, 250 ml), là có thể tiến hành được, ở mọi phòng thí nghiệm. Việc lắc chiết có thể thực hiện bằng tay, hay bằng máy lắc nhỏ. Tất nhiên khi làm hàng loạt mẫu thì mất rất nhiều thời gian.
Ví dụ 1: Chiết lượng vết các ion kim loại nặng (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) từ nước biển vào dung môi MIBK với thuốc thử tạo phức APDC trong môi trường pH từ 3 - 4, để xác định các nguyên tố này bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS). Lấy 250 ml mẫu vào bình chiết, chỉnh pH = 4 bằng HCl 10%, thêm 2 ml APDC 0,1% và 10 ml MIBK, rồi lắc trong 5 phút, để yên phân lớp 5 phút, tách lấy lớp MIBK có chứa các phức kim loại Me-APDC. Sau đó xác định các kim loại đã được chiết vào dung môi MIBK, có thể trực tiếp trong MIBK, hay giải chiết phức kim loại vào dung dịch nước bằng HNO3 2,5M, sau đó xác định chúng trong môi trường dung dịch axit. Cách này thường hay được dùng để tách chiết và làm giàu lượng vết các kim loại trong các loại mẫu nước, nhất là nước giải khác, nước biển.
Loại mẫu thực phẩm có các dạng như sau:
+ Thực phẩm lỏng: Ví dụ sữa tươi. Lấy 10 ml mẫu vào bình chiết, thêm 20 ml rượu etylic tuyệt đối, 5 - 8 gam Na2SO4 khan, trộn đều 2 phút, thêm 10 ml dung môi n - Hexan, lắc mạnh 4 phút, để trong tử lạnh 2 phút cho phân lớp, lọc hút chân không tách lấy lớp n - Hexan có chứa Retinoit để phân tích chúng bằng HPLC
+ Các loại chất rắn, bột, rau quả, trứng thịt: Nghiền hay xay thành bột, bảo quản - 15oC.
Để xử lý: Lấy 5 gam mẫu đã xay vào bình xử lý, thêm 15 - 20 gam Na2SO4
khan, trộn đều 2 phút, thêm 20 ml cồn tuyệt đối, lắc mạnh 2 phút, thêm tiếp 10 ml dunh môi n - Hexan, lắc mạnh 4 phút, đặt vào tử lạnh 4 phút cho phân lớp, lọc hút chấn không tách lấy lớp n - hexan có chứa các retinoit để phân tích chúng bằng HPLC
+ Mẫu huyết thanh: Lấy 100 µlhuyết thanh vào ống nghiệm, thêm 0,2 ml
dung dịch NaCl 0,9%, thêm 2 ml rượu etylic tuyệt đối, lắc mạnh 2 phút, thêm 0,5 ml dung môi n - Hexan, li tâm cho phân lớp, và tách lấy lớp n - Hexan có chứa các retiôit để phân tích chúng bằng HPLC.
Ví dụ 3: Chiết α − và β-Caroten từ các loại mẫu rau quả, lá cây
Trước hết mẫu được chọn và xay thành bột, bảo quản ở - 150C trong tủ lạnh. Lấy 5 gam mẫu đã xay mịn vào bình chiết, thêm 15 gam Na2SO4 khan, 1 gam MgCO3
khan, trộn đều 2 phút, thêm 20 ml dung môi THF, khuấy đều trong 5 phút, lọc hút chân không lấy pha hữu cơ THF có chứa các Caroten vào bình cất quay chân không, cất cho đến còn khoảng 1 ml, để 1 phút cho khô, định mức thành 10 ml bằng THF. Đây là dung dịch để xác định các α − và β-Caroten bằng phương pháp HPLC.
3.2.2 Phương pháp chiết dòng chảy liên tục
Trong phương pháp chiết này, khi thực hiện chiết, hai pha lỏng không được trộn vào nhau (hai dung môi, có một dung môi có chứa chất phân tích) được bơm liên tục với tốc độ nhất định qua hệ chiết, như phễu chiết, hay bình chiết liên hoàn đóng kín. Hoặc cũng có thể chỉ một dung môi chuyển động, còn một pha đứng yên. Khi đó, chất phân tích sẽ được phân bố vào hai dung môi theo tính chất của chúng, để đạt đến trạng thái cân bằng. Chiết theo cách này nhanh, hiệu suất cao. Đây là phương pháp chiết được ứng dụng nhiều trong chiết sản xuất công nghệ.
Để thực hiện phép chiết này, phải có hệ thống máy chiết, cột chiết, có bơm để bơm các chất theo dòng chảy ngược với nhau, theo tốc độ nhất định, hoặc chỉ một chất, hay chỉ hai chất chuyển động ngược chiều vào nhau, và phải có bộ tách pha, để
tách các chất ngay trong quá trình chiết, để lấy chất được tách ra liên tục, hay theo từng thời điểm (chu kỳ) nhất định, mà cân bằng chiết đã đạt được.
Ví dụ: Chiết các kim loại nặng từ nước biển. Lấy Customers ml dung môi chiết, thường là dung môi hữu cơ ( Customers = 25 ml hay lớn hơn tuỳ hàm lượng của chất phân tích) vào bình chiết, thêm 2 ml APDC 0,1% trong etanol, cho bình chiết vào hệ thống máy chiết, lắp hệ chiết kín lại. Lấy 500 ml mẫu nước, chỉnh pH = 4 bằng HCl 10%, lọc bỏ cặn, bơm tuần hoàn liên tục dung dịch mẫu qua bình chiết trong 30 phút, sau đó tách lấy pha hữu cơ có chứa chất phân tích. Nếu không có hệ thống bơm, thì có thể tiến hành chiết theo cách gia nhiệt bay hơi dung môi chiết như cách thức mô tả trong hình sau đây cũng là một kiểu chiết dòng liên tục.
Hình 3.2: Các thao tác thực hiện quá trình chiết Ví dụ 1: Khảo sát môi trường chiết 239Np bằng TBP
Cách tiến hành
Chuẩn bị 10 bình tam giác có dung tích 100ml, đánh số từ 1 đến 10. Sau đó, lấy các dung dịch chứa đồng vị phóng xạ 239Np có nồng độ 1µg/ml, cho vào các bình tam giác chứa HNO3 có nồng độ tương ứng, 0.1N, 1N, 2N, 3N, 4N, 5N,6N, 7N, 8N, và 10N. Mẫu được chuyển định lượng vào phễu chiết có dung tích 250ml; thêm 5ml TBP, lắc mạnh khoảng 2 phút, để yên 5 phút cho tách pha. Chuyển pha hữu cơ vào lọ nhựa qua giấy lọc khô. Sau đó, thêm 5ml TBP vào bình lắc tiếp khoảng 2 phút. Rót pha hữu cơ vào lọ nhựa trên, đậy nắp lại. Tiến hành đo hoạt độ phóng xa tại đỉnh năng lượng 228.2 KeV và 277.6 KeV (239Np). Kết quả được trình bày ở bảng sau:
Bảng 3.1: Kết quả môi trường chiết 239Np bằng TBP.
Mẫu số C HNO3 Hoạt độ phóng xạ
1 0.1 521 2 1 725 3 2 1104 4 3 1425 5 4 1654 6 5 1624 7 6 1665 8 7 1652 9 8 1648 10 10 1637
Nhận xét: Từ số liệu ở bảng trên, chúng tôi thấy môi trường tốt nhất để chiết 239Np bằng tributylphotphat (TBP) khi nồng độ HNO3 lớn hơn 4N. Do đó chúng tôi sẽ chọn điều kiện môi trường HNO3 5N làm cơ sở cho quá trình tách chiết 239Np bằng TBP khi phân tích mẫu thực tế.
Ví dụ 2: để tách và làm giàu ion Pb2+ trong mẫu nước, dùng thuốc thử đithizone cho vào mẫu nước, phức chì đithizonat sinh ra được chiết bằng dung môi CCl4.
Ví dụ 3: Theo các tiêu chuẩn AOAC và một số TCVN (như TCN 225-95,..) thì acetonitril là dung môi được sử dụng trong quá trình ngâm chiết để trích ly HCBVTV (hóa chất bảo vệ thực vật) ra khỏi rau quả. Theo một số TCVN khác (như TCN 291- 97,…), phương pháp DFG của Đức, phương pháp TACTRI của Đài Loan, phương pháp NIAST của Hàn Quốc, phương pháp MPHWS của Hà Lan thì aceton là dung môi được sử dụng trong quá trình ngâm chiết để trích ly HCBVTV ra khỏi rau quả. Sau đó, người ta thường dùng các dung môi hữu cơ như hexan, ether dầu hỏa, điethyl ether, ethyl acetat, CH2Cl2…để chiết lỏng-lỏng thu hồi HCBVTV từ dịch ngâm chiết rau quả, rồi tiến hành làm sạch thường bằng cột florisil và giải hấp bằng các dung môi hữu cơ như hexan, aceton, CH2Cl2 ….Như vậy có nhiều cách để trích ly dư lượng HCBVTV ra khỏi rau quả trước khi cho qua cột SPE. Tùy theo đối tượng HCBVTV mà sử dụng dung môi hữu cơ để trích ly (ngâm chiết và chiết lỏng-lỏng) cho phù hợp.
3.2.3 KỸ THUẬT CHIẾT PHA RẮNa. Giới thiệu về kĩ thuật SPE a. Giới thiệu về kĩ thuật SPE
Kĩ thuật SPE ra đời vào giữa những năm 1970, dần dần thay thế phương pháp chiết lỏng-lỏng
SPE là một kĩ thuật chuẩn bị mẫu để làm giàu và làm sạch mẫu phân tích từ dung dịch bằng cách hấp phụ lên một cột pha rắn, sau đó chất phân tích được rửa giải
bằng dung môi thích hợp. Với SPE, nhiều vấn đề khó khăn của chiết lỏng-lỏng được giải quyết như: sự tách pha không hoàn toàn, giá thành cao, sử dụng các dụng cụ thuỷ tinh cồng cềnh, dùng một lượng lớn dung môi nên gây ô nhiễm môi trường. SPE có nhiều ưu việt hơn chiết lỏng-lỏng như thao tác dễ dàng, có thể tự động hoá, lượng dung môi dùng ít và thời gian chiết được rút ngắn. SPE thường sử dụng cho các mẫu chất lỏng và để chiết các chất ít bay hơi hoặc không bay hơi. Nhưng cũng có thể sử dụng cho các mẫu chất rắn mà phải hoà tan được trong các dung môi thích hợp. SPE là một kĩ thuật hiện đại trong vấn dề làm giàu và làm sạch mẫu. Việc lựa chọn quy trình SPE phù hợp cho từng ứng dụng và từng mẫu là rất quan trọng.
Hiện nay, để làm sạch mẫu trong kĩ thuật sắc kí người ta thường sử dụng phương pháp chiết pha rắn SPE (solid phase extraction) chiếm hơn 50% các phương pháp làm sạch mẫu. Phương pháp chiết pha rắn ứng dụng cho nhiều mẫu nền (matrix) như các loại mẫu môi trường, mẫu dược phẩm, thực phẩm,…