Phuong phap phan tich sac ky va chiet tach pham luan trich doan compress

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NG

ĐẠ
O

TP
.Q
UY

NH
ƠN

PHẠM
LUẬN
■
■

N

HƯ

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

DI
Ễ

N

ĐÀ
N

TO
ÁN

-L

Í-

HĨ

A

10

00

B

TR
Ầ

SẮC KÝ VÀ CHIÉT TÁCH

NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Bản quyền thuộc về Nhà xuất bản Bách Khoa Hà Nội.

NH
ƠN

Mọi hình thức xuất bản, sao chép mà khơng có sự cho phép bằng văn bản của nhà xuất bản là vi
phạm pháp luật.

Í-

HĨ

A

10

00

B

TR
Ầ

N

HƯ

NG

ĐẠ
O

TP
.Q
UY

Mã sổ: 546 - 2014/CXB/04 - 07/BKHN

Phạm Luận

TO
ÁN

-L

Biên mực trên xuất bản phẩm của Thư viện Quốc gia Việt Nam

Phương pháp phân tích sắc ký và chiết tách / Phạm Luận. - H. : Bách khoa Hà Nội, 2014. 796tr.: hình vẽ, bảng ; 27cm

ĐÀ
N

Thư mục cuối mỗi phần

DI
Ễ

N

ISBN 978-604-911-987-3

1. Hố phân tích 2. sắc ký 3. Chiết tách

543.8 -dc23

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

BKK0016p-CIP

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

LỜI TựA

TP
.Q
UY

NH

ƠN

Hóa học phân tích là ngành khoa học có sự tích họp cao của nhiều ngành khoa học tự nhiên như:
hóa học, vật lý, tốn học, tin học, sinh học, mơi trường,... Nhiệm vụ cơ bản của hóa học phân tích bao
gồm phân tích định tính để xác định thành phần hay cấu trúc của mẫu, phân tích định lượng hay ñể phân
tách các chất và ñiều chế các họp chất siêu tinh khiết... Vì thế hóa học phân tích ln đóng vai trị quan
trọng trong khoa học, kỹ thuật, trong nghiên cứu, trong xã hội như công tác ñiều tra, phát triển tiềm
năng, khai thác tài nguyên khoáng sản, ñánh giá chất lượng sản phẩm,...

ĐẠ
O

Các phương pháp và kỹ thuật trong hóa học phân tích ở nước ta ñã ñược phát triển và ứng dụng từ
nhiều năm nay. Tại các phịng thí nghiệm của các đơn vị đào tạo, viện nghiên cứu và nhà máy sản xuất
ñều ñược trang bị các hệ thống thiết bị phân tích trong và ngồi nước, tị cổ điển đến hiện đại, từ ñơn giản
ñến phức tạp. Tuy nhiên các tài liệu tiếng Việt giới thiệu ñầy ñủ về cơ sở lý thuyết của các phương pháp
phân tích vậ hướng dẫn cụ thể về từng kỹ thuật phân tích thì vẫn chưa có hoặc chưa đầy đủ nên là một
thực tế khó khăn cho việc ñào tạo, ứng dụng và phát triển ngành hóa học phân tích hiện nay ở nước ta.

NG

Xuất phát tị thực tế đó, Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội xin giới thiệu cùng bạn ñọc Bộ sách
chuyên ngành về “HĨA HỌC PHÂN TÍCH HIỆN ðẠI” gồm 6 cuốn:
1. Phương pháp phân tích phổ ngun tị.

HƯ

2. Phương pháp phân tích phổ phân tơ.

TR

Ầ

4. Phương pháp xử lý và chuẩn bị mẫu phân tích.

N

3. Phương pháp phân tích sắc ký và chiết tách.
5. Hóa học phân tích cơ sở.
6 . Phương pháp phân tích điện hóa.

HĨ

A

10

00

B

Tác giả của bộ sách này là Nhà giáo Ưu tú - GS. TS. Phạm Luận, người ñã nhiều năm giảng dạy,
nghiên cứu và làm việc trong lĩnh vực Hóa học phân tích. Bộ sách là một phần thành tựu của tác giả người luôn tâm huyết với việc biên soạn các cuốn sách chuyên ngành ñể lưu truyền lại cho xã hội những
kiến thức và kinh nghiệm quý báu ñã ñược ñúc kết trong sự nghiệp của ông. Tôi tin rằng Bộ sách này sẽ
là cơng cụ đặc biệt hữu ỉ’ch, là cẩm nang kiến thức về lý thuyết và thực hành “HÓA HỌC PHÂN TÍCH
HIỆN ðẠI” cho các sinh viên, giảng viên, nghiên cứu viên và các cán bộ làm việc liên quan đến lĩnh
vực phân tích.

TO
ÁN

-L

Í-

Nhân dịp ra mắt 3 cuốn đầu tiên của Bộ sách, trước tiên tôi xin trân trọng cảm ơn tác giả NGƯT. GS. TS. Phạm Luận tuy ñã ở tuổi 76 nhưng vẫn dành toàn bộ tâm huyết và cơng sức để hồn
thiện bản thảo của Bộ sách này. Tôi cũng xin cảm ơn các cán bộ của Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội ñã
rất nỗ lực và tận tâm ñế thực hiện xuất bản Bộ sách. ðặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn ông Hồng Anh
Tuấn - Phó Chủ tịch Hội đồng các Phịng thử nghiệm Việt Nam - VINALAB, ñã giúp ñỡ và đóng góp
kinh phí để biến các ý tưởng, kế hoạch ban đầu của chúng tơi thành những cuốn sách được xuất bản rất
đẹp và có giá trị khoa học - xã hội cao.

ĐÀ
N

Bộ sách có thể cịn có thiếu sót hay hạn chế nào đó, chúng tơi rất mong nhận ñược sự góp ý từ
bạn ñọc ñể tác giả và Nhà xuất bản tiếp thu và bổ sung cho những lần xuất bản tiếp theo.

DI
Ễ

N

Xin trân trọng giới thiệu cùng bạn ñọc!
GIÁM ðỐC - TỔNG BIÊN TẬP
NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

TS. PHÙNG LAN HƯƠNG

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
>

DI
Ễ

N

ĐÀ
N

TO
ÁN

-L

Í-

HĨ

A

10

00

B

TR
Ầ

N

HƯ

NG

ĐẠ
O

TP
.Q
UY

NH
ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH

ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

LỜI NÓI ðÀU

TP
.Q
UY

Sắc ký và tách chiết là các kỹ thuật tách và xác định các chất trong Hóa học phân tích hiện đại,

nó bao gồm sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), ñiện di mao quản hiệu năng cao (HPCE), sắc ký khí
(GC) và các kỹ thuật chiết lỏng - lỏng (LLEx), chiết pha rắn (SPE). Các kỹ thuật sắc ký và tách chiết
này là một phần quan trọng của Hóa học phân tích hiện đại, đặc biệt là trong phân tích lượng nhỏ và
lượng vết các chất.

ĐẠ
O

Sắc ký lỏng hiệu năng cao, sắc ký khí, điện di mao quản là những kỹ thuật tách và xác ñịnh ñồng
thời các chất trong một hỗn hợp mẫu.

NG

Trong khoảng 20 năm qua, HPLC, HPCE, GC và các kỹ thuật chiết tách ñã và ñang ñược phát
triển rất nhanh và ứng dụng ñạt hiệu quả cao trong việc tách, phân tích ñịnh tính và định lượng các chất

HƯ

khác nhau từ vơ cơ ñến hữu cơ, mà sắc ký cổ ñiển không ñáp ứng được, như độ nhạy cao, tốc độ phân
tích cao, cần ít mẫu, tách và xác định đồng thời được nhiều chất trong một hỗn hợp mẫu.

N

Ngày nay, tổ hợp cả sắc ký khí (GC), sắc ký lỏng áp suất cao (HPLC), ñiện di mao quản hiệu

TR
Ầ

năng cao (HPCE) ñã cho phép chúng ta giải quyết ñược nhiều vấn ñề thực tế của phân tích. Nhất là
trong khoảng 15 năm trở lại ñây, sự phát triển và ứng dụng của kỹ thuật phân tích HPLC, GC và HPCE

B

đã đi vào mọi lĩnh vực của Hố học phân tích, từ đa lượng ñến vi lượng, cũng như ñiều chế.

00

Ở các nước tiêĩl tiến, nhiều phịng thí nghiệm HPLC, HPCE, GC đã ñược xây dựng ñể phục vụ

10

thực tế nghiên cứu và sản xuất cơng nơng nghiệp, địa chất, y dược học và phân tích mơi trường. Nhiều

A

sách chun sâu về kỹ thụật phân tích này đã được biên soạn. Nhiều hội nghị khoa học quốc tế đã được

HĨ

tổ chức hằng năm. Phải nói rằng, kỹ thuật phân tích HPLC, GC và HPCẸ đã trở thành một nhóm trong
các kỹ thuật phân tích hiện đại quan trọng, có hiệu quả cao để xác định các chất hàm lượng nhỏ và vết.

Í-

Ở nước ta, kỹ thuật phân tích GC, HPLC và HPCE cũng ñã và ñang ñược nghiên cứu và phát

-L

triển cũng như ứng dụng trong một số lĩnh vực khác nhau của nghiên cứu khoa học và sản xuất. Một số
viện nghiên cứu khoa học, trường đại học, trung tâm đã có các hệ thống trang bị về kỹ thuật phân tích

TO
ÁN

GC, HPLC và HPCE hoặc do nước ta tự ñầu tư, hoặc được sự viện trợ của nước ngồi theo các chương
trình hợp tác nghiên cứu khoa học và đào tạo. Một số cán bộ khoa học và kỹ thuật viên của ta cũng ñã
ñược ñến các nước tiên tiến ñể học tập, tu nghiệp hay trao ñổi nghiên cứu về các kỹ thuật phân tích này.

ĐÀ
N

Song hiện nay cịn rất nhiều cán bộ chưa ñược ñào tạo học tập một cách có hệ thống, họ muốn tìm hiểu
và học tập cũng như sử dụng kỹ thuật phân tích GC, HPLC hay HPCE cho cơng việc của mình, nhưng
lại bị hạn chế về ngoại ngữ hoặc khơng có điều kiện ra nước ngoài tu nghiệp. Các tài liệu về kỹ thuật

N

này lại quá hiếm, chưa có bằng tiếng Việt, mà chủ yếu là bằng tiếng Anh, ðức, Pháp và Nga. ðây là

DI
Ễ

một thực tế khó khăn cho việc ứng dụng và phát triển kỹ thuật GC, HPLC và HPCE hiện nay ở nước ta
của nhiều cán bộ và kỹ thuật viên phân tỉch, mặc dù nhiều cơ sở đã có trang bị đầy đủ các loại máy móc,
song sự hiểu biết cơ sở lý thuyết của kỹ thuật phân tích GC, HPLC và HPCE cịn bị hạn chế.

5

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Xuất phát từ thực tế đó, tác giả mạnh dạn biên soạn cuốn sách cơ sở “Phương pháp phân tích
sắc ký và chiết tách” để góp phần phục vụ cơng tác ñào tạo sinh viên ñại học, thạc sỹ, tiến sỹ về

NH
ƠN

chun ngành Hố phân tích và đáp ứng một phần nào nhu cầu của nhiều cán bộ ñang muốn tìm hiếu vê
kỹ thuật phân tích GC, HPLC, HPCE và các kỹ thuật chiết tách trong phân tích, cũng như một số bạn
đọc cần tìm hiểu và học hỏi về các kỹ thuật phân tích này. Nội dung cuốn sách gồm những chương

TP

.Q
UY

chính như sau:
1. Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC);
2. ðiện di mao quản hiệu năng cao (HPCE);
3. Sắc ký khí (GC);
'

ĐẠ
O

4. Các kỹ thuật chiết tách (LLEx, SPE, GCEx).

NG

Vì đây là cuốn sách đầu tiên về lĩnh vực này ñược biên soạn bằng tiếng Việt nên chắc chắn
khơng thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của
tất cả các bạn ñọc, các bạn ñồng nghiệp xa gần để có thể bổ sung hồn thiện nội dung sách cho những
lần xuất bản sau.

Tác giả
GS. TS. PHẠM LUẬN

DI
Ễ

N

ĐÀ

N

TO
ÁN

-L

Í-

HĨ

A

10

00

B

TR
Ầ

N

HƯ

Nhân dịp xuất bản sách, tác giả xin chân thành cảm ơn GS. TS. H. Poppe, GS. TS. J.C. Kraak,
PGS. TS. Phạm Gia Huệ, GS. TS. Nguyễn ðức Huệ, PGS. TS. Nguyễn Văn Ri, TS. W.Th. Kook,
KS. w. J. Elgersma, KS. R. Oster Vink,... đã có ĩửiiều ý kiến đóng góp cho việc xây dựng nội dung
cuốn sách này.

6

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH
ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

MỤC LỤC

TP
.Q
UY

Lời tựa.........................................................................................................................................3
Lời nói đầu................................................................................................................................ 5
Bảng các chữ viết tắ t..................................................................................... ........................ 13

ĐẠ
O

Chương 1. c ơ s ở LÝ THUYẾT SẮC KÝ LỎNG HIỆUNĂNG CAO........................................ 21
1.1. Những khái niệm về kỹ thuật tách sắc k ý ..................................................................21

1.1.1. Những khái niệm về kỹ thuật sắc ký........................................................... ............21

NG

1.1.2. Nguyên tắc cấu tạo của hệ thống HPLC..................... ..........................................23

HƯ

1.1.3. Phân loại mức ñộ tách của HPLC......................................................................... 25
1.1.4. Nguyên tắc của quá trình sắc ký trong cột tách..................................................... 25

N

1.2. Cơ s ở lý thuyết của kỹ thuật HPLC.... ....................................................................... 28

TR
Ầ

1.2.1. Khái quát quá trình tách sắc k ý ............................................................... .............. 28
1.2.2. Các ñại lượng ñặc trưng của HPLC.......................................................................28
1.2.3. Pha tĩnh trong HPLC.............................................................................................. 48

00

B

1.2.4. Pha ñộng trong HPLC............................................................................................ 64

10

1.2.5. Lực rửa giải và thành phần pha ñộng....................... ............................................. 72
1.2.6. Các cân bằng ñộng học trong cột tách HPLC....................................................... 77

HÓ

A

1.2.7. Ảnh hưởng của cấu trúc phân tử chất tan............. ............................. .................. 82
1:2.8. Ảnh hưởng của thể tích mẫu nạp vào cột tách...................................................... 85

Í-

1.2.9. Rửa giải có gradient thành phần pha ñộng......... .................................................. 87

-L

1.2.10. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ....................................................................................... 89
1.2.11. ðộ chọn lọc của hệ pha HPLC.... .............................................. .......................... 91

TO
ÁN

1.2.12. Tách trên hai cột kế tiếp nhau............................. ................................................93
1.2.13. Tối ưu hóa các điều kiện cho q trình sắc k ý .....................................................95
1.2.14. Chế tạo cột tách và kiểm tra cột tách...................................................................99

ĐÀ
N

1.3. Trang thiết bị của kỹ thuật HPLC......... ................................... ...............

........... 102

1.3.1. Khái quát chung................... ................................................................................. 102

1.3.2. Bơm cao áp trong HPLC...................................................................................... 104

DI
Ễ

N

1.3.3. Van bơm mẫu trong HPLC................................................................................... 108

1.3.4. Cột tách sắc ký...................................................................... .................. ........ 109
1.3.5. Các loại detector trong HPLC................................................................................ 111

7

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

1.4. Phân tích định tính và định lượng bằng HPLC....................................................... 134
1.4.1. Phân tích định tính...................................... ....................................... ................. 134

NH
ƠN

1.4.2. Phân tích ñịnh lượng............................................................................................136

1.4.3. Phân tích bán ñịnh lượng..................................................................................... 141
1.4.4. Một số kỹ thuật phụ trợ trong HPLC.....................................................................143

TP
.Q
UY

1.5. Sự phát triển của HPLC lên UHPLC..........................................................................146

1.5.1. Yêu cầu thực tế của tách và phân tích HPLC.....................................................146
1.5.2. Sự phát triển HPLC lên UHPLC.......................................................................... 147
1.5.3. Phần mềm (chương trình) điều khiển...................................................................153

ĐẠ
O

1.5.4. Ví dụ các sản phẩm mới của UHPLC..................... .............................................153
1.5.5. Các ưu nhược ñiểm và phạm vi ứng dụng UHPLC......... ................................... 154
1.6. Kỹ thuật HPLC trong phân tích định dạng...............................................................156

NG

1.7. Một số ví dụ ứng dụng HPLC và UHPLC..................................................................166

HƯ

1.8. Ví dụ một số máy HPLC và UHPLC............ ............................................................. 177
Tài liệu tham khảo.... ........................................................................................................ 183

TR
Ầ

N

Chương 2. c ơ SỞ LÝ THUYẾT ðIỆN DI MAO QUẢN HÍÊU NĂNG CAO............... ..........185
2.1. ðại cương về ñiện di mao quản................................................................................185
2.1.1. Sự ra ñời và phát triển của kỹ thuật ñiện d i......................................................... 185

00

B

2.1.2. ðặc điểm của HPCE.............. .............................................................................. 186
2.1.3. Tình hình hiện nay của HPCE.............................................................................. 187

10

2.1.4. Nguyên tắc của sắc ký ñiện di mao quản.............................................................187

A

2.1.5. Sự phân loại hay các kiểu (mode) của HPCE......................................................192

HĨ

2.2. Cơ sở lý thuyết của điện di mao quản.... ................................................................. 193

Í-

2.2.1. Sự điện di của chất tan trong mao quản........................... .................................. 193

-L

2.2.2. Thế ñiện di V và lực ñiện di E...............................................................................197
2.2.3. Dụng dịch ñệm pH và pha ñộng trong HPCE................ ......................................199

TO
ÁN

2.2.4. Mao quản (cột tách) trong HPCE....................... .................................................. 210
2.2.5. Lớp ñiện kép trên thành mao quản...................................................................... 214
2.2.6. Dịng điện thẩm (EOF).........................................................................................216

ĐÀ
N

2.2.7. Các thơng số phân tích của HPCE.......................................................................231

2.2.8. Hiệu ứng nhiệt và sự Gradient nhiệt ñộ trongmao quản...................................... 252
2.2.9. Sự tương tác của chất tan với thành mao quản..................... ............................. 261

DI
Ễ

N

2.2.10. Sự phân tán vùng chất mẫu do điện tích gây ra ................................................ 269
2.2.11. Chất hoạt ñộng bề mặt dùng trong HPCE........................................................271
2.2.12. ðộ chọn lọc trong HPCE................................................................................... 275
2.2.13. Dung môi hữu cơ trong HPCE........................................................................ ...276

8

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

ĩ

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

2.2.14. Nạp mẫu và vùng mẫu trong mao quản.............................................................276
2.2.15. Các kiểu ñiện di mao quản................................................................................. 281

NH
ƠN

2.2.16. Khái quát các yếu tố ảnh hưởng trong HPCE....................................................310
2.2.17. Tối ưu hóa các điều kiện cho HPCE...................................................................314
2.3. Các trang bị máy móc của HPCE.............................................................................. 315

TP
.Q
UY

2.3.1. Nguyên tắc cấu tạo của một hệ HPCE.................................................................316
2.3.2. Các bộ phận và nhiệm vụ của n ó......................................................................... 317
2.4. Phân tích định tính bằng HPCE................................................................................. 329
2.4.1. Ngun tắc của phân tích định tính...................................................................... 329

ĐẠ
O

2.4\2. Cách tiến hành phân tích định tính............... ....................................................... 329
2.5. Phân tích định lượng bằng HPCE..............................................................................331
2.5.1. Ngun tắc và phương trình cơ bản..................................................................... 331

NG

2.5.2. Các phương pháp ñịnh lượng................................... .......................................... 333

HƯ

2.5.3. Phân tích bán lượng theo cách ño tổng diện tích s của p ic ............................... .337
2.6. Một số ví dụ của HPCE.............................................................................................. 339

N

Tài liệu tham khảo..............................................................................................................349

TR

Ầ

Chương 3. NHỮNG VÁN ðÈ c ơ SỞ CỦA KỸ THUẬT PHÂN TÍCH SẮC KÝ KHÍ...............351
3.1. ðại cương về sắc ký khí, GC......................................................................................351

B

3.1.1. Các định nghĩa và khái niệm về sắc k ý ................................................................ 351

00

3.1.2. Cột tách sắc ký khí và pha tĩnh............................................................................. 354

10

3.1.3. Pha ñộng (MP) của G C ........................................................................................ 355

A

3.1.4. Thực hiện quá trình tách sắc k ý .......... .................................................................355

HÓ

3.1.5. Hệ thống máy (trang bị) của GC................................. ......................................... 356
3.1.6. Phát hiện cáị chất trong GC................................................................................. 358

-L

Í-

3.1.7. Các đặc trưng của GC.......................................................................................... 360
3.1.8. Sự phát triển của GC........................... .................................................................361

TO
ÁN

3.2. Các q trình tách trong cột sắc kỷ khí.................................................................... 364
3.2.1. Các tương tác trong cột tách GC.......................................................................... 364
3.2.2. Cân bằng ñộng học trong cột tách G C ................................................................. 365

ĐÀ
N

3.2.3. Các loại cân bằng ñộng học trong cột tá ch ...................... ................ ................... 367
3.3. Các ñại lượng ñặc trưng của GC............................................................. ................. 369

DI
Ễ

N

3.3.1. Thời gian lưu (Retention Time)..................... ........................................................369
3.3.2. Hệ số tách của hai chất kề nhau.............. ............................................................370

3.3.3. Sự phân bố và hệ số phân bố Kpb của chất tan X i ................................. .............. 372
3.3.4. Hệ số dung lượng kị' (Capacity Factor)................................................................ 374
3.3.5. Tốc độ pha động................................................................................. .................. 377
9

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

3.3.6. ðộ phân giải trong GC, R ................................................................................................... 380
3.3.7. Nồng ñộ chất trên pic sắc k ý .............................................................................................. 382

NH
ƠN

3.3.8. Chiều cao ñĩa (H) và số ñĩa (N) của cột tách G C ...............................................................384
3.3.9. ðiều khiển nhiệt ñộ trong kỹ thuật tách GC.........................................................................391
3.4. Pha tĩnh của GC.........................................................................................................................397

TP
.Q
UY

3.4.1. Pha tĩnh và cột tách của GC............................................................................................... 397
3.4.2. Chất nền ñể chế tạo pha tĩnh trong GC.............................................................................. 402
3.4.3. Các loại cột tách của GC.................................................................................................... 403
3.4.4. Phương pháp tẩm pha tĩnh lỏng lên chất mang...................................................409

ĐẠ
O

3.4.5. Các phương pháp nhòi pha tĩnh vào cột tách.......... ............................................ 412
3.5. Pha ñộng trong GC......................................................................................

415

3.5.1. Yêu cầu của pha ñộng trong GC..... .................................................................... 415

NG

3.5.2. Các loại pha động (khí mang) của G C ................................................................. 415

HƯ

3.6. Các loại DETECTOR dùng trong GC....................................................................................... 419
3.6.1. Detector ño ñộ dẫn nhiệt, TCD................................................................. ..........................420

N

3.6.2. Detector ion hóa ngọn lửa.......................... .......................................................................-422

TR
Ầ

3.6.3. Detector bắt điện tử, ECD.......................................................................... ........423
3.6.4. Detector khối phổ, MMD..................................................................................................... 424

B

3.6.5. Các loại detector khác.........................................................................................................434

00

3.6.6. Sự ghép nối GC với các detectór khác nhau...................................................................... 435

10

3.7. Phương pháp nạp mẫu vào cột tách GC................................................................. 437
3.7.1. Khái quát chung...................................................................................................................437

HÓ

A

3.7.2. Các yêu cầu của việc nạp mẫu vào cột tách GC.................................................................438
3.7.3. Các phương pháp nạp mẫu................. ...............................................................................439

Í-

3.8. Những yếu tố ảnh hưởng trong GC......................................................................... 445

-L

3.9. Tối ưu hóa các ñiều kiện cho hệ tách G C ............................................................... 449
3.9.1. Chọn cột loại pha tĩnh......................................................................................................... 449

TO
ÁN

3.9.2. Chọn chiều dài cột tách..................................... ............................................................ ....449
3.9.3. Chọn pha động (khí mang).................. ...............................................................................450

3.9.4. Chọn phương pháp và các ñiều kiện nạp mẫu................................................................... 450i*

ĐÀ
N

3.9.5. Chọn chế ñộ chạy sắc k ý .......... ......................................................................................... 450
3.9.6. Chọn các ñiều kiện và trang bị phát hiện chất.....................................................................451

N

3.9.7. Xem xét các yếu tố ảnh hưởng khác có thể c ó ........................ ..........................................451

DI
Ễ

3.9.8. Phương pháp và ñiều kiện xử lý chuẩn bị mẫu.................................................................. 451

3.10. Phân tích định tính.......................... ................................................ ....................... 451
3.10.1. Nguyên tắc chung................................................................................... ...i.......................... 451

10

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

3.10.2. Phương pháp định tính...................................................................................... 452
3.11. Phân tích bán định lượng theo diện tích PIC, s .................................................. 453

NH
ƠN

3.11.1. Nguyên tắc chung.............................................................................................. 453
3.11.2. Cách tiến hành.................................................................................................. 454
3.11.3. ðịnh lượng theo phép ño tổng diện tích pic,

s ................................................. 455

TP
.Q
UY

3.12. Phân tích ñịnh lượng.............................................................................................. 455
3.12.1. Phương trình định lượng và ngun tắc............................................................455
3.12.2. Các phương pháp ñịnh lượng...........................................................................456
3.13. Một số kỹ thuật phụ trợ trong GC.......................................................................... 462

ĐẠ
O

3.13.1. Kỹ thuật GC ña chiều........................................................................................ 462
3.13.2. Kỹ thuật GC có thế hóa........................... ......................................................... 463
3.13.3. Các kỹ thuật dẫn xuất hóa trong phân tích GC..................................... ........... 465

NG

3.14. Ghép nối hệ GC với các DETECTOR ñể ñịnh dạng..............................................468
3.15. Chuẩn bị mẫu cho G C ........... ........................................ ......................................... 471

HƯ

3.15.1. Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng......... ......................................................................... 471

N

3.15.2. Làm sạch và làm giàu chất phân tích..................................... ..........................479
..............481

TR
Ầ

3.16. Sắc ký khí khối phổ phân tích các HCBVTV.......................................

3.16.1. Xác định các HCBVTV trong dược liệu.............................................................482
3.16.2. Xác ñịnh các HCBVTV trong mẫu ñ ấ t............................................................... 491

00

B

3.17. Một số ví dụ khác về phân tích G C ...................................................................... 497

10

3.18. Ví dụ một số hệ máy GC và các đặc trưng của nó...............................................504

A

Tài liệu tham khảo.............................................................................................................513

HĨ

Chương 4. MỘT s ổ VÁN ðÈ c ơ s ở CỬA sự CHIÉT TRONG PHÂN TÍCH..................... 515
4.1. Những vấn đề cơ bản của sự chiết......................................................................... 515

-L

Í-

4.1.1. Khái niệm về sự chiết.......................................................................................... 515
4.1.2. Hằng số phân bố và hệ số chiết......... .................................................................515

TO
ÁN

4.1.3. Phân loại các hệ chiết......................................................................................... 528
4.1.4. Quy luật phân bố và cân bằng chiết.................................................................... 530
4.1.5. Giải chiết (giải hấp) chất phân tích Xi ra khỏi pha chiết.......................................542

ĐÀ
N

4.2. Các kỹ thuật và phương pháp cách chiết........................... ................................... 545
4.2.1. Các cách chiết.................................................................................... .................545

4.2.2. Các dạng hợp chất chiết ñược............................................................................ 548

N

4.3. Trang thiết bị của các kỹ thuật chiết...... ..................................................................549

DI
Ễ

4.4. Các kỹ thuật chiết trong phân tích................ ...........................................................555
4.4.1. Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng....................................................................................555

11

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

4.4.2. Kỹ thuật chiết pha rắn (chiết lỏng - rắn).............................................................. 572
4.4.3. Kỹ thuật vi chiết pha rắn.......................................................................................609

NH
ƠN

4.4.4. Kỹ thuật chiết pha khí, hệ chiết khí - rắn............................................................ 630

4.4.5. Chiết pha rắn (SPE và SPME) trong phân tíchmơi trường.................................. 634
4.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình chiết........................................................... 636

4.5.1. Hệ số phân bố và nồng ñộ chất cần chiết........................................................ 636

TP
.Q
UY

;

4.5.2. Mơi trường pH của mẫu chiết...............................................................................638
4.5.3. Nhiệt độ chiết........................................................................................................ 641
4.5.4. Tốc độ nạp mẫu và giải chiết................................................................................642

ĐẠ
O

4.5.5. Dung mơi giải chiết...................................... ........................................................643
4.5.6. Chất tạo phức và nồng ñộ của n ó ........................................................................644
4.5.7. Chất nền của mẫu........ ....................................................................................... 644

NG

4.5.8. Nồng ñộ muối tan trong mẫu................................................................................645

HƯ

4.5.9. Thời gian chiết......................................................................................................646
4.5.10. Các chất khác có trong mẫu và sự chiết cạnh tranh.......................................... 648

N

4.6. Các cách nâng cao ñộ chọn lọc và hiệu suất chiết..............................................649

TR
Ầ

4.6.1. Chọn hệ dung môi chiết hay chất chiết pha rắn .................................................649
4.6.2. Sử dụng phản ứng xúc tác...................................................................................651

B

4.6.3. Dùng phương pháp cộng chiết........................... ................................................. 651

00

4.6.4. Thay ñổi dạng hợp chất của chất cần chiết..........................................................651

10

4.6.5. Dùng cơ chế chiết liên hợp........................................................................ .........652
4.6.6. Dùng hiệu ứng trợ chiết của muối điện ly...........

............................................. 652

HĨ

A

Tài liệu tham khảo.......................................................................................................... 653
PHỤ LỤC ...... .......................................................... ............................................................... 655

Í-

MỌT SỐ THIẾT BỊ MINH HỌA............................................................................................. 779

$

DI
Ễ

N

ĐÀ
N

TO
ÁN

-L

CHỈ MỤC.......................................................................................................................... .....787

12

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

1

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH
ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết ñầy ñủ tiếng Việt (tiếng Anh)

LC

Sắc ký lỏng (Liquid Chromatography)

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography)

SHPLC

Sac ký lỏng super hiệu năng cao

ĐẠ
O

hay (High Pressure Liquid Chromatography)

TP
.Q
UY

Viết tắt

UHPLC

NG

(Super High Performance Liquid Chromatography)
Sắc ký lỏng siêu hiệu năng cao

HƯ

(Ultra High Performance Liquid Chromatography)
Sac ký khí (Gas Chromatography)

CaGC

Sac ký khí cột mao quản (Capillary Column Gas Chromatography)

PC

Sắc ký phân bố (Partition Chromatography)

NP

Pha thường (Normal Phase)

NP-HPLC

Sac ký lỏng hiệu năng cao pha thường

00

B

TR
Ầ

N

GC

10

(Normal Phase High Performance Liquid Chromatography)
Pha ngược (Reversed Phase)

RP-HPLC

Sạc ký lỏng hiệu năng cao pha ngược

HĨ

A

RP

(Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography)
Trao đổi Ion (Ion Exchange)

IEx-HPLC

Sac ký lỏng hiệu năng cao trao đổi ion

-L

Í-

IE (hay IEx)

IC
IExC
IP-C

TO
ÁN

(Ion-Exchange High Performance Liquid Chromatography)
Sắc ký ion (Ion Chromatography)
Sac ký trao ñổi ion (Ion Exchange Chromatography)

Săc ký cặp ion (Ion-Pair Chromatography)

Rây, sàng lọc (Gel Filtration)

GFC

Sac ký rây, sàng lọc phân tử (Gel Fittration Chromatography)

GF-HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao rây phân tử

MEC, hay MEHPLC

(Molecular Exclusion High Performance Liquid Chromatography)

MEC

Sac ký rây, sàng lọc phân tử (Molecular Exclution Chromatography)

DI
Ễ

N

ĐÀ
N

GF

13

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

HPTLC

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Sắc ký lớp mỏng, bản mỏng hiệu năng cao
(High Performance Thin-layer Liquid Chromatography )
Sắc ký phân bố (Partition Chromatography)

LLC

Sắc ký lỏng - lỏng (Liquid Liquid Chromatography)

LSC

Sắc ký rắn - lỏng (Liquid Solid Chromatography)

MP

Pha ñộng (Mobile Phase)

SP

Pha tĩnh (Stationary Phase)

uv

Tử ngoại (Ultraviolet)

VIS

Khả kiến (Visible)

AES

Phổ phát xạ nguyên tử (Atomic Emission spectrography)

AFS

Phổ huỳnh quang nguyên tử (Atomic Fluorescence spectrography)

AFSD

Detector phổ huỳnh quang nguyên tử

NG

ĐẠ
O

TP
.Q
UY

NH
ƠN

PC

(Atomic Fluorescence Spectrography Detector)

Detector phổ phát xạ nguyên tử (Atomic Emission spectrography Detector)

F-AAS

Phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (Flame Atomic Absorption Spectrography)

GF-AAS

Phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (lò graphit)

TR
Ầ

N

HƯ

AESD

(Flameless Atomic Absorption spectrography)

B

hay (Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrography)
Huỳnh quang phân tò (Molecular Fluorescence)

MFS

Phổ huỳnh quang phân tử (Molecular Fluorescence spectrography)

PDA

Mảng diot quang (Photo Diod Array)

EI

lon hóa bằng Electron (Electron Ionization)

ESI

lon hóa bằng phun mù Electron (Electro-Spray Ionization)

EI-MMS

Phổ khối lượng phân tứ nguồn EI

Í-

HĨ

A

10

00

MF

-L

(Electron Ionization Molecular Mass Spectrography)
Phổ khối lượng phân tử nguồn ESI

TO
ÁN

ESI-MMS

(Electro-Spray Ionization Molecular Mass Spectrography)

ICP

ĐÀ
N

ICP-MS

Inductivity Coupled Plasma

Phổ khối nguyên tử nguồn cao tần cảm ứng
(Inductivity Coupled Plasma Atomic Mass spectrography)
Giới hạn phát hiện (Limit of Detection)

LOQ

Giới hạn ñịnh lượng (Limit of Quantitative)

DI
Ễ

N

LOD

IEx-HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao trao ñổi ion
(Ion Exchange High Performance Liquid Chromatography)

14

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

CEx-HPLC

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Sắc ký lỏng hiệu năng cao trao ñối cation

AEx-HPLC

Sac ký lỏng hiệu năng cao trao ñổi anion

(Anion-Exchange High Performance Liquid Chromatography)

NP-HPLC

Sac ký lỏng hiệu năng cao pha thường

RP-HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao pha ngược

TP
.Q
UY

(Normal Phase High Performance Liquid Chromatography)

NH
ƠN

(Cation-Exchange High Performance Liquid Chromatography)

(Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography)
P-HPLC

Sắc ký lỏng phân bố hiệu năng cao

Sắc ký ion (Ion Chromatography)

I-HPLC

Sac ký lỏng ion hiệu năng cao

NG

IC

ĐẠ
O

(Partition High Performance Liquid Chromatography)

(Ion High Performance Liquid Chromatography)
Phân tích (Analysis, Analytical)

HQNT

Phổ huỳnh quang nguyên tử (Atomic Fluorescence Spectrometry)

HQNTD

Detector phổ huỳnh quang nguyên tử

N

HƯ

PT

TR
Ầ

(Atomic Fluorescence Spectrometry Detector)
Phố huỳnh quang phân tử (Molecular Fluorescence Spectrometry)

HQPTD

Detector phổ huỳnh quang phân tò

B

HQPT

00

(Molecular Fluorescence Specừometry Detector)
Phổ khối lượng nguyên tử (Atomic Mass Spectrography)

PKNTD

Detector phổ khối lượng nguyên tử (Atomic Mass spectrography Detector)

PKPT hay MMS

Phổ khối lượng phân tử (Molecular Mass Spectrography)

PKPTD

Detector phổ khối phân tử (Molecular Mass Spectrography Detector)

TOF

Thời gian bay (Time of Flight)

WR

ĐÀ
N

IE

A

Máy phổ khối phân giải theo thời gian bay (Time o f Flight Mass spectrometer)

Buồng ño động, dịng chảy (FlowCell)

TO
ÁN

WE

HĨ

Í-

-L

TOF-MS
FC

10

PKNT hay AMS

Cực làm việc (Working Electrode)

Cực so sánh (Reference Electrode)
Cực chỉ thị (Indication Electrode)
Cực phụ trợ (Auxiliary Electrode)

CE

Cực phụ trợ, kiểm tra (Counter Electrode)

VHG-F-AAS

Phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật hydrua hoá mẫu

DI
Ễ

N

Au

Volatile hydride Compound Generation Flame Atomic Abssorption
Spectrography

15

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
<

ECD

Detector bat electron

AESD

Detector phổ phát xạ nguyên tử

oc

NH
ƠN

(Atomic Emission Spectrography Detector)
Hóa chất bảo vệ thực vật cơ clo
(-Organo-chlorine Pesticides)
Hóa chất bảo vệ thực vật cơ phospho

TP
.Q

UY

OP

(-Organo-phosphoric Pesticides)

Hợp chất hydrocacbon ña vòng (Poly Acromatic Hydrocarbures)

CE

ðiện di (Capillary Electrophoresis),,

HPCE

ðiện di mao quản hiệu năng cao (High Performance Capillary Electrophoresis)

HVCE

ðiện di mao quản thế cao (High Pressure Capillary Electrophoresis)

HPCEC

Sắc ký ñiện di mao quản hiệu năng cao

ĐẠ
O

PAHs

Sac ký ñiện di mao quản thế cao

HƯ

HVCEC

NG

(High Performance Capillary Electrophoresis Chromatogrphy)

(High Pressure Capillary Electrophoresis Chromatogrphy)
ðiện di mao quản vùng (Capillary Zone Electrophoresis)

MCEK

ðiện di mao quản ñiện ñộng học Micell

Hay MEKC

(Micell Capillary Electro-Kinetic Electrophoresis)

Gel-HPCE

ðiện di mao quản hiệụ năng cao sàng lọc phân tử

B

TR
Ầ

N

CZE

00

(Gel-Filter High Performance Capillary Electrophoresis)
ðiện di mao quản hội tụ đẳng điện tích

10

CIEF

A

(Capillary Iso-Focusing Electrophoresis)
ðiện di mao quản ñẳng tốc ñộ (Capillary Iso-Tacho Elecừophoresis)

MP

Pha ñộng (Mobile Phase)

EOF

Dòng ñiện thẩm (Electro-Osmotic Flow)

EFF

Lực ñiện trường (Electric Field Force)

IF

Lực ion (Ion Force)

Í-

-L

TO
ÁN

ID

ðường kính trong (Inner Diameter, or Inside Diameter)

OD

ðường kính ngồi (Outside Diameter)

ED

ðộ phân giải (Resolution)

ĐÀ
N

R
PD

DI
Ễ

N

CMC

NP

HĨ

CITP

ðiều khiển bằng áp lực (Pressure Drive)
ðiều khiển bằng ñiện lực (Electric Drive)
Nồng độ giới hạn hình thành tiểu phân Micell
(Critial Micellary Concentration)
Pha thường (Normal Phase)

16

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Pha ngược (Reversed Phase)

NTðH

Nguyên tố ñất hiếm (Rare Eath Elements)

PAD

Detector mảng diot phát quang (Photo array Diod Detector)

UVD

Detector phổ hấp thụ tử ngoại (Ultraviolet Detector)

VISD

Detector phổ hấp thụ khả kiến (Visible Detector)

EI/MMS

Detector khối phổ phân tử nguồn ion hoá electron
(Electron Ionization Molecular Mass Spectrometer)

ESI-MMS

TP
.Q
UY

RP

NH
ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Detector khối phổ phân tử nguồn ion hóa phun mù electron
(Electron-Spray Ionization Molecular Mass spectrometer)
Phổ khối phổ nguyên tử nguồn cao tần cảm ứng

ICP-AMS

(Inductivity Coupled Atomic Plasma Mass spectrometer)

ICP-OES

Phổ phát xạ nguyên tử nguồn cao tần cảm ứng

ĐẠ
O

ICP-MS, hay

NG

(Inductivity Coupled Plasma Atomic Emision spectrometer)
Detector phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa

HƯ

F-AASD

(Flame Atomic Absorption Spectrometer Detector)
Detector phổ huỳnh quang phân tử (Molecular Fluorescene Detector)

DPSV

Detector điện hóa Von-Ampe hịa tan xung vi phân

TR
Ầ

N

MFD

(Difference Pulse Stripling Voltammetry Detector)
Tri-Butyl-Etanol

LE

Chất ñiện dẫn (Leading electrolyte)

TE

Chất giới hạn vùng mẫu

10

00

B

TBE

A

(Zone terminating electrolyte)
Kiểm tra chất lượng (Quality Control)

PVC

Nhựa polyvinyl

HV

ðiện thế cao (High Voltage)

GC

Sắc

ký khí (Gas Chromatography)

Sắc

ký khí khối phổ

Í-

-L
TO
ÁN

GC-MS

HĨ

QC

(Gas Chromatography with Mass Spectrometer Detector)

GF-GC

Sắc

ký khí phân bố (Partition Gas Chromatography)

NP-GC

Sắc

ký khí pha thường (Normal Phase Gas Chromatography)

RP-GC

Sắc

ký khí pha ngược (Reversed Phase Gas Chromatography)

QM

Mao quản (Capillary)

DI
Ễ

N

ĐÀ
N

PC-GC

Sắc ký khí rây (sàng lọc) phân tử (Gel-Filter Gas Chromatography)

SP

Pha tĩnh (Stationary Phase)

MP

Pha động (Mobile Phase)

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Detector ion hóa ngọn lửa (Flame Ionization Detector)

ECD

Detector bắt (cộng họp) electron (Electron Capture Detector)

TCD

Detector ño ñộ dẫn nhiệt (Thermal Conductivity Detector)

FPD

Detector phát quang ngọn lửa (Flame Photometric Detector)

MMSD

Detector phổ khối phân tơ (Molecular Mass Spectrometer Detector)

ẼICD

Detector đo độ dẫn ñiện (Electrolytic Conductivity Detector)

El

Ion hóa bằng nguồn electron (Electron Ionization)

Cl

Ion hóa bằng nguồn hóa học (Chemical Ionization)

PCI

lon hóa hóa học ion dương (Positive Chemical Ionization)

NCI

lon hóa hóa học ion âm (Negative Chemical Ionization)

ESI

lon hóa bằng nguồn phun electron (Electro-Spray Ionization)

PID

Detector ion hóa photon (Photon-Ionization Detector)

NPD

Detector Nitơ-Phospho (Nitrogen-Phosphorus Detector)

Ft-IR

Detector phổ hồng ngoại chuyển hóa Fourier

Hay FIR

(Fourier transform Infrared Spectroscopy)

R

ðộ phân giải (Resolution)

HCBVTV

Hoá chất bảo vệ thực vật (Pesticides)

oc

Hoá chất bảo vệ thực vật họ họp chất cơ clo (Organo-chlorine Pesticides)

OP

Hoá chất bảo vệ thực vât họ hợp chất cơ phospho

B

TR
Ầ

N

HƯ

NG

ĐẠ
O

TP
.Q
UY

NH
ƠN

FID

00

(Organo-phosphorus Pesticides)
Hoá chất bảo vệ thực vật họ Pyred (Pyred Pesticides)

HS

Bộ chuẩn bị mẫu dạng hơi (Head-Space)

HS-GC

Sắc ký khí với bộ chuẩn bị mẫu dạng hơi (Head-Space Gas Chromatography)

LLEx

Chiết lỏng - lỏng (Liquid-Liquid Extraction)

SLEx

Chiết lỏng - rắn (Solid-Liquid Extraction)

SPE

Chiết pha rắn (Solid Phase Exừaction)

SPME

Vi chiết pha rắn (Solid Phase Micro-Extraction)

UEx

HĨ

Í-

-L

ĐÀ
N

Dutch-EPA

TO
ÁN

GPE

A

10

PY

Chiết pha khí (Gas Phase Extraction)

Chiết siêu âm (Ultra-Sonic Extraction)

Cục bảo vệ môi trường Hà Lan (Dutch Enviromental Protection Agency)

ðộ lệch chuẩn tương ñối (Relative Standard Deviation)

RE

Sai số tương ñối (Relative Error)

LLE

Chiết lỏng - lỏng (Liquid-Liquid Exừaction)

SPE

Chiết pha rắn (Solid Phase Extraction)

IPE

Chiết kiểu cặp ion (Ion Pair Extraction)

DI
Ễ

N

RSD

18

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

GPE

Chiết pha khí (Gas Phase Extraction)

SGE

Chiết rắn - khí (Solid-Gas Extraction)

SPME

Vi chiết pha rắn (Solid Phase Micro-Extraction)

Pest

Các hóa chất bảo vệ thực vật, HCBVTV (Pesticides)

Herb

Hố chất diệt cỏ dại (Herbicides)

oc

Hóa chất bảo vệ thực vật họ cơ clo (Organo-chlorine Pesticides)

OPP, hay OP

Hóa chất bảo vệ thực vật họ cơ phosphor
(Organo-phosphoras Pesticides)

TP
.Q
UY

OCP, hay

NH
ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Các hợp chất Biphenyl (Poly Carbure Biphenyls)

PHAs

Các hydrocacbon thơm ña vòng (Poly Hydrocarbure Acromatics)

APDC

Amonium Pyrolydin Dithiocarbamate

MIBK

Metyl Iso Butyl Ketone

Me

Kim loại (Metal)

Re

Thuốc thử (Reagent)

ES

Dung môi giải chiết (Elution Solvent)

Abs

Sự hấp thụ (Absorption)

Abt

ðộ hấp thụ, băng hấp thụ (Absorpbant)

MaT

Chất nền của mẫu (Matrix)

DI
Ễ

N

ĐÀ
N

TO
ÁN

-L

Í-

HĨ

A

10

00

B

TR
Ầ

N

HƯ

NG

ĐẠ
O

PCBs

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
<

DI
Ễ

N

ĐÀ
N

TO
ÁN

-L

Í-

HĨ

A

10

00

B

TR
Ầ

N

HƯ

NG

ĐẠ
O

TP
.Q
UY

NH
ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Chương 1

ĐẠ
O

TP
.Q
UY

C ơ SỞ LÝ THUYÉT
SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO

NH
ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

1.1. NHỮNG KHÁI NIỆM VÈ KỸ THUẬT TÁCH SÂC KÝ
1.1.1. Những khái niệm về kỹ thuật sắc ký

HƯ

NG

Sắc ký là những kỹ thuật tách và phân tích (xác định) các chất trong một hỗn hợp mẫu dựa theo
những tính chất hóa học, vật lý và hóa lý của các chất trong những điều kiện nhất định. Các tính chất
đó là:

N

+ Tính chất hấp phụ của chất rắn xốp;

TR
Ầ

+ Tính chất trao ñổi ion, tạo cặp ion;

+ Sự rây phân tử theo kích thước (độ lớn) phân tử của chúng;
+ Sự tạo phức và sự liên hợp phân tử;

10

00

B

+ Sự phân bố của các chất giữa hai pha khơng hịa tan vào nhau;

A

Kỹ thuật sắc ký có hai loại dựa theo trạng thái của chất mẫu và pha ñộng khi tiến hành tách
(chạy) sắc ký. ðó là:

HĨ

1. Kỹ thuật phân tích sắc ký khí (GC), pha động là chất khí;
2. Kỹ thuật phân tích sắc ký lỏng (LC), pha động là chất lỏng.

Í-

Trong kỹ thuật sắc ký lỏng lại được chia thành hai nhóm, đó là:

-L

+ Sắc ký lỏng áp suất thường, LC (sắc ký cổ ñiển);

TO
ÁN

+ Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography, HPLC), làm việc với
áp suất từ 150 - 250 bar.
Hiện nay (từ sau năm 1999) đã có sắc ký lỏng siêu áp (Ultra High Performance Liquid
Chromatography: UHPLC), loại này làm việc với áp suất cao từ 900 - 1300 bar.

DI
Ễ

N

ĐÀ
N

Trong sắc ký cột (có dạng rắn - lỏng hay lỏng - lỏng), kỹ thuật sắc ký lỏng áp súất thường ñã ra
ñời và ñược ứng dụng từ lâu (trên 80 năm), nhưng hiệu suất tách khơng cao, độ nhạy thấp và tốn nhiều

thời gian cũng như dung mơi để chạy sắc ký. Ngược lại, kỹ thuật HPLC tuy mới ra ñời và phát triển
khoảng 30 năm trở lại ñây, nhưng hiện nay ñang ñược phát triển rất nhanh và ñã ñược ứng dụng rất
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau của nghiên cứu khoa học, sản xuất cơng nghệ, mơi trường,...,
vì kỹ thuật tách sắc ký HPLC này có độ nhạy cao, hiệu suất tách cao và tốn ít thời gian cũng như tốn ít
mẫu. Nói chung, ừong khoảng 20 năm qua, kỹ thuật phân tích HPLC đã chiếm gần 70% tổng số các
cơng trình nghiên cứu và ứng dụng về sắc ký.
21

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Kỹ thuật phân tích HPLC bao gồm hai nhóm:
+ Sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao (HPTLC: High performancethin-layer liquid Chromatography).

NH
ƠN

+ Sắc ký cột lỏng hiệu năng cao hay sắc ký lỏng hiệu suất cao (HPLC: High performance liquid
Chromatography).

1. Sắc ký phân bố (PC) của chất tan giữa hai pha không tan vào nhau;
2. Sắc ký hấp phụ pha thường (NP-HPLC);
3. Sắc ký hấp phụ pha ngược hay pha ñảo (RP- HPLC);
4. Sắc ký trao ñổi ion (IEx-HPLC) và cặp ion (IP-HPLC);

ĐẠ
O

5. Sắc ký rây (sàng lọc) phân tử (FG-HPLC).

TP
.Q
UY

Trong nhóm HPLC, tùy theo bản chất của các q trình sắc ký của pha tĩnh (SP) xảy ra trong cột
tách mà người ta chia thành các loại sau:

HƯ

NG

Trong năm loại này, loại thứ năm chỉ để tách các chất có phân tử lượng lớn hơn 1000 ñvC
(cao phân tử). Một cách tổng quát, chúng ta có thể minh họa khái qt sự phân chia này trong sơ đồ
hình 1. 1.

I Kỹ thuật HPLC -------

TR
Ầ

N

ÍL
HPTLC

■r

PC

NP

RP

ĩ»c

ĨẼ

Ị.-------J—.— -------- ———J

NP

RP

IE

FG

L------- L—

—1

00

B

L— —J ——

HPLC

10

Hình 1.1. S
phân loi ca các k thut HPLC.

HÓ

A

HPLC: Sắc ký lỏng hiệu năng cao;
HPTLC: Sắc ký lớp mỏng (phẳng) hiệu năng cao;
PC - Phân bố; NP - Pha thường, RP - Pha ngược; I E x - Trao ñổi ion; FG - Rây phân tử.

TO
ÁN

-L

Í-

Sự phân chia trên đây là dựa theo tính chất của q trình sắc ký, tất nhiên đó cũng chỉ là tương
đối. Vì trong nhiều trường hợp, quá trình tách sắc ký xảy ra trong cột tách khơng phải chỉ theo một tính
chất (một cơ chế) duy nhất, mà đồng thời có thể có hai cơ chế khác nhau cùng diễn biến trong cột tách.
Ví dụ, trong sắc ký cặp ion dùng chất hấp phụ pha ngược Hypersil ODS ñể tách các nguyên tố ñất hiếm,
với pha động là methanol và nước, trong mơi trường đệm axetat (pH = 4,6), có chất tạo phức Ở-HIBA,
thì sự tách xảy ra theo cả cơ chế trao ñổi ion và cơ chế hấp phụ của pha ngược.

Mặt khác, khi xem xét về trạng thái pha tĩnh, người ta lại chia thành:

ĐÀ
N

+ Sắc ký lỏng - lỏng (LLC): pha tĩnh và pha ñộng ñều là chất lỏng.
+ Sắc ký lỏng - rắn (LSC): pha tĩnh là chất rắn, pha ñộng là chất lỏng.

DI
Ễ

N

Ở đây, trong hệ LLC thì pha tĩnh là chất lỏng, nó được giữ ở trong cột tảch như một lớp màng
nhờ một chất mang trơ. Chất mang trơ này thường là các hạt silicagen trơ, ví dụ như Kiselgure của
hãng Merck. Cịn trong hệ LSC thì pha tĩnh là một chất rắn, hạt xốp và có cỡ hạt từ 5 đến 10 ịim
(đường kính).

22

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH

ƠN

Cùng với pha tĩnh, trong kỹ thuật HPLC, các chất lỏng hay hỗn hợp các chất lỏng dùng ñể rửa
giải các chất phân tích trong q trình sắc ký được gọi là pha động (MP). Pha động có thể chỉ là một
dung môi nước hay dung môi hữu cơ, như metanol, axetonitril, butanol; hay cũng có thể là hỗn hợp của
hai dung môi, như metanol và nước hay axetonitril và nước trộn với nhau theo tỷ lệ nhất ñịnh. Hoặc
cũng có thế là dung mơi có thêm các chất đệm, chất dẫn ñiện, chất tạo phức,...

TP
.Q
UY

Song song với kỹ thuật HPLC, kỹ thuật sắc ký khí cũng được phát triển và ứng dụng trong nhiều
lĩnh vực. Kỹ thuật sắc ký khí sẽ được giới thiệu kỹ trong chương 3 của cuốn sách này.

1.1.2. Nguyên tắc cấu tạo của hệ thống HPLC

ĐẠ
O

ðe thực hiện việc tách một hỗn hợp chất bằng kỹ thuật phân tích HPLC, chúng ta phải có các hệ
thống trang thiết bị về kỹ thuật này. Hệ thống trang thiết bị của kỹ thuật HPLC, về cơ bản (ñơn giản và
ñủ ñể làm việc) bao gồm 5 bộ phận chính sau đây:
1. Bơm cao áp (High pressure Pump)

HƯ

NG

ðể bơm pha ñộng (MP) vào cột tách, thực hiện quá trình sắc ký, rửa giải chất tan ra khỏi cột sắc

ký. Bơm này phải ñiều chỉnh ñược áp suất (0 - 400 bar) ñể tạo ra ñược những tốc ñộ nhất ñịnh của pha
ñộng qua cột tách phù họp cho q trình chạy sắc ký và phải khống chế được tốc ñộ MP nằm trong
vùng 0,5 - 2,5 mL/phút.
2. Bộ van bơm m ẫu (Sample Injection System)

TR
Ầ

N

ðể bơm mẫu phân tích vào cột tách theo những lượng mẫu nhất định khơng đổi trong một q
trình sắc ký. ðó là các van 6 chiều có chứa vịng mẫu có thể tích xác định (ví dụ 20, 50 hay 100 |iL).
Van 6 chiều chỉ có một vịng mẫu, được dùng chủ yếu trong các hệ máy phân tích HPLC hiện nay.

B

3. Cột tách (Separation Column)

HÓ

A

10

00

Cột tách là bộ phận chứa pha tĩnh (SP), trái tim của q trình tách sắc ký, nó là một yếu tố quyết
ñịnh hiệu quả sự tách sắc ký của một hỗn hợp chất mẫu. Cột tách có nhiều cỡ khác nhau, tùy thuộc vào
mức ñộ sắc ký (bảng 1.1). Nói chung, các cột tách phân tích thường có kích thước chiều dài từ 15 - 25 cm;
đường kính trong từ 2,5 - 4,6 mm. Cịn với UHPLC có cột tách chiều dài 5 - 7 cm và ñường kính trong

2 - 2,2 mm.
4. Trang bị phát hiện chất phân tích

-L

Í-

ðây thường là các loại Detector dựa theo các tính chất của chất phân tích, để phát hiện và đo định
lượng nó, ví dụ:

TO
ÁN

- Detector hấp thụ quang phân tử vùng phổ u v hay UV-VIS;
- Detector phổ phát xạ nguyên tử (loại AES và ICP-AES);
- Detector phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS và GF-AAS);
- Detector phổ huỳnh quang phân tà (MFS);

ĐÀ
N

- Detector điện hóa (đo dịng, cực phổ, ñộ dẫn, ñiện lượng);
- Detector chiết suất;

DI
Ễ

N

- Detector ño ñộ dẫn nhiệt;

- Detecor mảng diot phát quang (PAD);

- Detector phổ khối lượng (khối phổ: EI-MMS và ICP-MS);

23

Giới thiệu
ẳ trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Tất nhiên phải tùy theo mỗi loại chất phân tích mà chọn loại detector nào cho phù hợp ñể ñạt
ñược ñộ nhạy cao khi phát hiện ñược các chất, cũng như ño ñịnh lượng chúng tốt nhất. Trong các loại

NH
ƠN

trên, detector phổ hấp phụ quang phân tử vùng phổ ƯV hay UV-VIS hiện đang được dùng phố biến
nhất, vì nó thích hợp cho nhiều loại chất và khơng q đắt. Song độ nhạy (LOD) chỉ đạt mức 0,05 ppm.
Sau đó là detector PAD, MFS (có LOD cỡ 0,015 ppm), detector ICP-MS (có LOD cỡ 0,005 ppb) và
EI-MMS với LOD 0,5 ppb.

TP
.Q
UY

5. Trang bị ghi và hiển thị kết quả

Trang bị chỉ thị (hiển thị) kết quả tách sắc ký có nhiều loại, nhưng ñơn giản và phổ biến nhất là
các máy tự ghi (recorder) để ghi tín hiệu đo dưới dạng pic sắc ký của các chất, rồi ñến bộ tích phân kế
(Intergrator), sau đó là máy tính kèm theo bộ chương trình (software) để xử lý kết quả và máy in ñể in

ĐẠ
O

các kêt quả tách.

Trên ñây là 5 bộ phận chính cần thiết tối thiểu phải có của một hệ thống máy HPLC. Hình 1.2 là
sơ đồ khối về hệ thống này. Tất nhiên, những hệ thống máy HPLC hồn chỉnh, hiện đại ngày nay cịn có

NG

thêm 4 bộ phận nữa, đó là:
6 . Bộ chương trình gradient dung mơi (pha động);

HƯ

7. Bộ bơm mẫu tự động và pha loãng mẫu;

N

8 . Bộ gia nhiệt và ổn nhiệt ñộ cho cột tách sắc ký;

TR
Ầ

9. Máy tính và các chương trình (phần mềm) điều khiển, kiểm sốt tồn bộ hệ thống HPLC và xử
lý kết quả tách, lập báo cáo và in các kết quả tách sắc ký hỗn hợp chất.

A

10

00

B

Một cách tổng qt, chúng ta có thể mơ phỏng cấu hình ngun tắc của chúng theo hình 1.2.

HĨ

a)

-L

Í-

Sơ ñồ khối hệ thống HPLC ñơn giản có bộ phận gradient dung mơi
(Grad.). Các bộ phận như hình trên.

I Bơm X— >— I

4— ►—Ị-

N

DI
Ễ

Cột

Ị ■

>Ị

Det

ị

7—1 = —ỉ T

----- *— 1
Bơm Ị
----------- *

ĐÀ
N

b)

TO
ÁN

,7

I Grad. I

L----- ----- i

Van

--------------- * -------------Microcomputer
vàxử
xửlýlýsơsốliệu
liệu
và

Ị

Int

Ị

Print

Ị

T

Digit

Ị

_
Rec

j

Hình 1.2. S ñ! kh"i các ki#u h$ th"ng HPLC.
(a) - Hệ cơ bản; (b) - Hệ đầy đủ.

24

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

1.1.3. Phân loại mức ñộ tách của HPLC

NH
ƠN

Trong kỹ thuật tách HPLC, người ta cũng chia thành ba mức ñộ của q trình tách sắc ký, tùy
thuộc vào mục đích và yêu cầu của người làm HPLC. Ba mức ñộ đó là:
+ Mức độ tách phân tích (Analytical Level).
+ Mức ñộ tách bán ñiều chế (Semi-Preparative).

TP
.Q
UY

+ Mức ñộ tách ñiều chế, sản xuất (Preparative).

Bảng 1.1 là những tham số và các quy định về kích thước chiều dài, đường kính cột tách, lượng
mẫu nạp vào cột tách,... cho mỗi mức ñộ sắc ký trong kỹ thuật tách HPLC. Tất nhiên đây cũng chỉ là
những khái niệm phân chia có tính chất tương đối.

Mức độ

Mức độ

phân tích

bán điều chế

điều chế

ðường kính cột (mm)

2 - 4 ,6

5 -10

ðộ dài cột L (cm)

1 5 -2 5

NG

2 0 -5 0

2 5 -5 0

5 0 -1 0 0

Cỡ hạt pha tĩnh (|nm
5 -1 0

1 0 -3 0

2 5 -6 0

5 -1 5

tsJ
©
1
o
o

Tốc độ MP (mL/phút)

1 0 -5 0

5 0 0 -1 0 0 0

>5000

Lượng mẫu nạp Qi (mg.)

0,5 <

25 - 500

> 5 00 0

Số ñĩa của cột tách, Nef

>5500

>5500

>5 50 0

ðộ nhạy detector

Cao

Trung bình

Trung bình

40 <

120 <

250 <

10

B

Thể tích mẫu nạp Vs (|Li)

00

TR
Ầ

0 ,5 -2 ,5

HƯ

Mức ñộ

N

Các tham sổ

ĐẠ
O

Bảng 1.1. Phân loại mức ñộ sắc ký trong HPLC

A

Thời gian tách (phút)

HÓ

1.1.4. Nguyên tắc của q trình sắc ký trong cột tách

-L

Í-

© ðe tiến hành tách sắc ký, pha tĩnh phải ñược nhồi vào cột tách theo một kỹ thuật nhất ñịnh
phù hợp. Pha tĩnh là một yếu tố quan trọng quyết ñịnh bản chất của quá trình sắc ký và loại sắc ký.
Nếu pha tĩnh:

TO
ÁN

+ Là chất hấp phụ thì ta có sắc ký hấp phụ pha thường hay pha ngược (hệ NP-H PLC hay
RP-HPLC).
+ Là chất trao đổi ion, ta có sắc ký ữao đổi ion (IEx-HPLC).

ĐÀ
N

+ Là chất lỏng thì ta có sắc ký chiết hay sắc ký phân bố (LLC).
+ Là chất rây phân tử, ta có sắc ký rây phân tử (GF-HPLC).

DI
Ễ

N

© Cùng với pha tĩnh, để thực hiện sắc ký, rửa giải chất phân tích ra khỏi cột tách, chúng ta phải
cần một dung mơi rửa giải. ðó là pha ñộng (mobile phase: MP). Như vậy, nếu ta nạp mẫu phân tích
gồm các chat A, B, c vào cột tách, thì khi bơm pha động qua cột tách, các quá trình sắc ký của các chất

A, B và c sẽ xảy ra. Nghĩa là có sự tách của các chất A, B, c khỏi nhau sau khi ñi qua cột tách. Quyết
ñịnh hiệu quả của sự tách sắc ký ở ñây là tổng của các mối tương tác:

Giới thiệu trích đoạn bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON