TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÍ Nhóm 1. ĐỀ TÀI: Tìm hiểu nguyên tắc và ứng dụng của sắc kí lỏng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
Khoa Công Nghệ Hóa học
TIỂU LUẬN MÔN
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÍ
-
Nhóm 1 –
ĐỀ TÀI:
Tìm hiểu nguyên tắc và ứng dụng của sắc kí lỏng
GVHD: Trần Nguyễn An Sa
SVTH: 1. Hoàng Thị Kiều Trang - 10075381
2. Phạm Thanh Trúc - 10043261
3. Trần Hồng Lam Vi - 10049711
Mã HP: 210416401
NỘI DUNG
1. Cơ sở lý thuyết chung của sắc ký lỏng
1.1. Khái quát về sắc ký lỏng
1.2. Nguyên lý của phương pháp
1.3. Ưu – nhược điểm
2. Phân loại và ứng dụng
2.1 Cơ sở và phân loại
2.2. Một số hệ thống sắc ký lỏng và ứng dụng
1. Cơ sở lý thuyết chung của sắc ký lỏng
1.1 Khái quát về sắc kí lỏng
Là phương pháp tách dựa trên sự phân bố khác nhau của chất cần phân tích trên pha động và pha tĩnh. Sắc
ký lỏng dùng để phân tích các chất có khối lượng phân tử lớn, ít bay hơi và kém bền nhiệt
•
Pha động (lỏng) : hòa tan và di chuyển chất phân tích
•
Pha tĩnh (rắn, lỏng) : giữ chất phân tích
1. Cơ sở lý thuyết chung của sắc ký lỏng
1.2. Nguyên lý của phương pháp

1.2.1. Nguyên lý
Dựa vào ái lực khác nhau giữa các chất cần xác định với pha tĩnh và pha động mà
chúng được tách nhau ra nhờ thay đổi độ phân cực của dung môi pha động cùng với
cột tách thích hợp. Việc định lượng được thực hiện bằng phương pháp ngoại chuẩn (
so sánh mẫu với mẫu thêm chuẩn đã biết hàm lượng trong cùng điểu kiện phân
tích ).
Sự vận chuyển và phân bố liên tục của chất phân tích đối với 2 pha từ đầu đến cuối
cột theo 1 vận tốc nhất định hay gradient .
Hiệu quả của quá trình này phụ thuộc rất nhiều vào tương tác của chất cần phân tích
đối với pha động và pha tĩnh.
1.2.2.Các thông số cơ bản của phương pháp sắc ký

Thời gian lưu t
R
:
Là thời gian để chất phân tích sau khi tiêm vào cột đền đầu dò, được tính bằng công thức:
t
R
= t
R’
+ t
M
với: t
R
: thời gian lưu hiệu chỉnh
t
M
: thời gian lưu chết của cấu tử không bị giữ lại trên cột (có thể được tính
gần đúng theo công thức:
t

M
=
trong đó: L: chiều dài cột, cm
dc: đường kính cột, cm
V: tốc độ dòng pha động, ml/phút
Có thể nhận danh qua thời gian lưu vì trong cùng điều kiện thí nghiệm trên cùng một thiết bị sắc ký lỏng nhất
định, thời gian lưu của chất đó là một đại lượng xác định

1.2.2.Các thông số cơ bản của phương pháp sắc ký

Hệ số dung lượng k’:
Hệ số dung lượng k’ là đại lượng quan trọng nhất trong sắc ký, mô tả tốc độ lưu của chất phân tích
trong cột, được tính theo công thức:
k’ = =K* = =
với: V
S
: thể tích pha tĩnh, V
M
: thể tích pha động
C
S
: nồng độ cấu tử trong pha tĩnh,
C
M
: nồng độ cấu tử trong pha động.

k’: tùy thuộc vào bản chất của chất tan, bản chất của pha tĩnh và pha động.

k’ gần bằng 0: chất ra rất nhanh, cột không có khả năng giữ chất lại


k’ càng lớn, thời gian phân tích càng kéo dài, mũi có khả năng bị dãn rộng do chất phân tích bị giữ
lâu trong cột.
Khoảng k’ lý tưởng là từ 2-5; nhưng khi phân tích hỗn hợp phức tạp, k’ có thể chấp nhận trong
khoảng 1-20

1.2.2.Các thông số cơ bản của phương pháp sắc ký

Số đĩa lý thuyết:
Đặc trưng cho khả năng tách mũi sắc ký của các cấu tử trên cột. N càng lớn, hiệu quả tách càng cao.
N = 5.54 * = 16 *
Với: W: bề rộng mũi sắc ký
W
1/2
: bán bề rộng của mũi sắc ký
Số đĩa lý thuyết càng lớn, bề rộng W càng nhỏ, mũi càng nhọn

1.2.2.Các thông số cơ bản của phương pháp sắc ký

Độ chọn lọc α:
Độ chọn lọc α đặc trưng cho khả năng tách của hai cấu tử 1 và 2 cần phân tích:
α = =
α càng lớn, khả năng tách càng cao, α = 1 : hai chất không tách riêng được.
α phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố: bản chất pha tĩnh, thành phần pha động, pH môi trường, nhiệt độ…

1.2.2.Các thông số cơ bản của phương pháp sắc ký

Độ phân giải R
s
:
Là thông số dùng đánh giá khả năng tách hai mũi sắc ký:

R
s
=
Để có thể phân tích một cách định lượng, hai mũi kế nhau phải tách nhau hoàn toàn, tức là R
s
≥ 1,3; khi R
s

< 1 thì cần phải thay đổi các thong số thực nghiệm để làm tăng R
s

1.2.3.Các bộ phận cơ bản của một máy sắc ký lỏng
Hình :Các bộ phận cơ bản của một máy sắc ký lỏng
1.2.3.Các bộ phận cơ bản của một máy sắc ký lỏng
•
Solvent reaervoir : bình chứa pha động
•
Pump (bơm): bơm pha động vào cột tách, điều khiển tốc độ dòng, áp suất của pha
động.
•
Syringe : ống tiêm
•
Sample injector: bộ phận tiêm mẫu
•
Column (cột tách) : cột chứa pha tĩnh (quyết định quá trình tách sắc ký)
•
Director (đầu dò): phát hiện chất phân tích (định tính, định lượng).
•
Data recording syterm (hệ thống ghi nhận và xử lý): thu thập và xử lý kết quả.
Ưu điểm

Có khả năng và định lượng đồng thời các chất có độ phân cực gần nhau
Đầu dò hiệu năng cao, độ nhạy cao
Hữu hiệu trong định lượng các hợp chất hữu cơ có nhiệt thủy phân thấp
1.3. Ưu – Nhược điểm
Nhược điểm
Thời gian làm sạch và ổn định cột sau các lần chạy lâu
Thiết bị đắt tiền
Tốn nhiều dung môi hữu cơ
1.3. Ưu – Nhược điểm
2. Phân loại và ứng dụng
2.1. Cơ sở và phân loại
Dựa vào bản chất của quá trình sắc kí:

Sắc ký phân bố

Sắc ký pha thường

Sắc ký pha đảo

Sắc ký trao đổi ion

Sắc ký ghép cặp ion
Dựa vào cơ chế tách thành phần của mẫu

Tách hóa học

Tách vật lý
2. Phân loại và ứng dụng
2.1. Cơ sở và phân loại
Dựa vào trạng thái pha tĩnh

Pha động: lỏng Sắc ký lỏng – lỏng
Pha tĩnh: lỏng (LLC)
Pha động: lỏng Sắc ký lỏng – rắn
Pha tĩnh: rắn (LSC)
Hệ thống sác ký lỏng hiệu năng cao (HPLC –High Performance Liquid Chromatography )
Hệ thống sác ký lỏng hiệu năng cao (HPLC –High Performance Liquid Chromatography )
Hệ thống sắc ký lỏng ghép phổ đầu dò bẫy ion
Hệ thống sắc ký lỏng ghép phổ đầu dò bẫy ion
Hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ AB QTRAP 40000
Hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ AB QTRAP 40000
Hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ đầu dò 3 tứ cực
Hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ đầu dò 3 tứ cực
2. Phân loại và ứng dụng
2.2. Một số hệ thống sắc ký lỏng và ứng dụng
2.2.1.Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC –High Performance Liquid Chromatography
)
Sơ lược về hệ thống
Hình: Sơ đồ hệ thống HPLC
Hình: Hệ thống HPLC 10A
Hình: Hệ thống HPLC 20A
Ứng dụng

Phân tích đa lượng vitamin, kháng sinh, kháng khuẩn, chất bảo quản phụ gia thực phẩm, các loại
đường,… trong thực phẩm, dược liệu, hóa chất, phân bón, thức ăn gia súc,…

Phân tích vi lượng các vitamin trong trái cây, sữa, bánh kẹo, nước, thủy hải sản.

Phân tích các hoạt chất, tạp chất trong dược phẩm theo các dược điển BP, USP, EP, JP,…


Phân tích các acid hữu cơ.

Đặc biệt, hệ thống HPLC với đầu dò huỳnh quang có độ nhạy và tính chọn lọc cao có thể phân tích các
độc tố Mycotoxin trong thực phẩm, nguyên liệu chế biến và thức ăn gia súc như Aflatoxin, Orchatoxin,
Zearalenone,…
2.2.2.Hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ đầu dò bẫy ion
Sơ lược về hệ thống
Hệ thống HPLC-MS Thermo Finnigan LCQ MS bao gồm bộ bơm mẫu tự động (spectra system AS3000), bơm
P4000 gradient pump (spectra system P4000), bộ loại khí chân không và đầu dò bẫy ion LCQ MSg:
Sơ đồ quá trình phân tích LCQ MS
Sơ đồ đầu dò Thermo Finnigan LCQ MS
Hình: Hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ đầu dò bẫy ion (Ion trap)
Thermo Finnigan LCQ MS
Ứng dụng

Phân tích dư lượng kháng sinh trong thủy hải sản phục vụ công tác vệ sinh an toàn thực phẩm đối với
sản phẩm xuất khẩu.

Phân tích kháng sinh trong thực phẩm, thức ăn gia súc, mẫu môi trường,…

Dư lượng thuốc trừ sâu trong nông sản, thực phẩm, rau củ, đất, nước,…

Phân tích các hoomone tăng trưởng trong thức ăn gia súc, thực phẩm chế biến, và các sản phẩm khác
có nguồn gốc nội địa và xuất khẩu.

Phân tích các độc tố gây ngộ độc cấp tính và mãn tính trong một số loại thực phẩm.