Chương 2 THỰC NGHIỆM
2.4. Xác định thành phần hĩa học của tinh dầu hương nhu tía [21], [22]
Xác định thành phần hĩa học của tinh dầu bằng phương pháp sắc kí khí - khối phổ liên hợp (GC/MS) được đo bằng máy GC/MS-QP2010 tại Phịng thí nghiệm Phân tích cơng cụ, trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế.
• Sắc kí khí (GC: gas chromatography): Sắc kí khí là một kĩ thuật phân tích
hiệu quả với độ phân giải cao, cĩ thể giúp khảo sát một mẫu chất cĩ trọng lượng vài miligam và thậm chí là vài microgam; cĩ thể phân tích một mẫu chất phức tạp; phân tích định lượng,…
Trong sắc kí khí, pha tĩnh cĩ thể là chất rắn hay lỏng (thường là một dung mơi trơ tẩm trên những hạt chất rắn trơ) được nạp đầy trong một cột bằng kim loại hoặc thạch anh với đường kính, độ dài, hình dáng và kích thước khác nhau. Pha động là chất khí (thường được gọi là khí mang như heli, argon, nitơ,…). Sau khi mẫu phân tích được nạp vào đầu cột sắc kí, khí mang sẽ dẫn hỗn hợp cần tách qua cột. Do cĩ sự tương tác khác nhau trong pha tĩnh,
các cấu tử trong hỗn hợp di chuyển với tốc độ khác nhau nên cĩ thể tách ra khỏi nhau. Các cấu tử cĩ hệ số phân bố cao sẽ cĩ tốc độ di chuyển thấp. Ngược lại, các cấu tử cĩ độ hịa tan thấp trong pha lỏng sẽ di chuyển nhanh hơn. Sự nhận biết định tính của các cấu tử dựa trên đại lượng khoảng thời gian cần để cấu tử đĩ đi ra khỏi cột và định lượng các cấu tử dựa vào diện tích pic tương ứng của nĩ.
• Phương pháp phổ khối lượng (MS: mass spectroscopy): được sử dụng để
xác định khối lượng của phân tử. Khi cho một dịng electron cĩ tốc độ cao va đập vào một chất hữu cơ ở trạng thái khí (chất rắn và chất lỏng cần được chuyển thành trạng hơi ở áp suất khoảng 10-6) thì thường một electron ở lớp ngồi cùng bị bật ra khỏi phân tử và ion M+ được hình thành. Ion cĩ khối lượng m và điện tích e, tỉ số m/e gọi là số khối của ion. Các ion phân tử tiếp tục va chạm với dịng electron cĩ năng lượng cao (30-70eV) lại bị vỡ thành nhiều mảnh khác nhau, trong đĩ cĩ cả ion dương và gốc tự do.
Nhờ máy khối phổ người ta ghi được các tín hiệu tương ứng với các ion cĩ khối lượng khác nhau. Khối phổ của một chất được ghi dưới dạng phổ đồ vạch hoặc dưới dạng bảng các giá trị số khối và cường độ vạch.
• Sắc kí khí - khối phổ liên hợp (GC/MS):
GC/MS là một trong những phương pháp được dùng phổ biến nhất để phân tích định tính, định lượng và cấu trúc phân tử của các hợp chất hữu cơ. Ưu điểm của phương pháp này là cĩ độ nhạy cao hơn hầu hết các phương pháp phân tích khác, đặc biệt cĩ lợi trong việc nhận dạng các hợp chất chưa biết và khẳng định sự cĩ mặt của các hợp chất đã biết. Đồng thời đây cũng là phương pháp duy nhất đưa ra khối lượng chính xác của phân tử.
Để phân tích thành phần hĩa học của tinh dầu bằng phương pháp GC/MS, trước hết mẫu được bơm vào cột tách sắc kí, sau khi tách các chất trong mẫu thử bằng sắc kí khí (GC), các thành phần của mẫu đi vào buồng ion hĩa của hệ khối phổ (MS). Trong buồng này, một chùm electron bắn vào
lượng chất mẫu, chúng phá mẫu thành nhiều mảnh ion. Các mảnh ion mang điện tích dương được đưa đến hệ phân tích khối lượng. Hệ phát hiện các ion và ghi thành các pic với cường độ khác nhau tương ứng với khối lượng (tỉ lệ khối lượng/ điện tích: m/z) của mỗi ion. Cuối cùng các ion cĩ khối lượng đặc biệt sẽ được tiếp nhận nhờ thiết bị đếm số ion đập vào nĩ (detector) và đầu ra của detector là được nối với máy ghi. Các pic nhận được từ máy ghi sẽ cho ta một phổ. Trong phổ này, vị trí các vạch tỉ lệ với giá trị m/z, cịn cường độ các vạch (abundance) tỉ lệ với tần suất của các ion.
Phân tích phổ thu được bằng cách so sánh với phổ chuẩn trong thư viện phổ của máy để đề nghị cấu trúc hĩa học của hợp chất khảo sát. Máy in ra một bản danh sách những hợp chất cĩ khả năng giống với chất khảo sát, mỗi hợp chất đề nghị này đều cĩ đi kèm theo độ tương hợp. Độ tương hợp càng lớn cấu trúc của hợp chất khảo sát càng cĩ khả năng là chất mà máy đề nghị.
* Ưu điểm của phương pháp GC/MS:
- Sử dụng lượng mẫu nhỏ.
- Nghiên cứu được các chất khơng bền.
- Tách và nhận biết được đồng thời các hợp chất trong mẫu thử. - Phát hiện cấu trúc chất ngay sau khi tách.
- Xác định các cấu trúc lạ khi khơng cĩ mẫu thử.
Bảng 2.1. Chương trình hoạt động của máy GC/MS-QP2010 đo tinh dầu
Chương 3