Bài thuyết trình sắc ký khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

Khoa Khoa học tự nhiên

Môn: Phân tích sắc kí
Đề tài:

XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC BVTV TRONG THỦY SẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SẮC KÝ KHÍ
Thành viên nhóm:6
Vũ Duy Hải
Lê Trúc Hòa
Hoàng Xuân Ái
Nguyễn Thanh Bình

8/30/16

1


2

Click to add Title

NỘI DUNG

1

2

2

3

Định nghĩa sắc ký

Tổng quan về sắc ký khí

Chỉ tiêu xác định dư lượng thuốc trừ sâu họ clo và họ phốt pho bằng phương pháp sắc ký khí

2

4

Tài liệu tham khảo

PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN XUNG VI PHÂN
8/30/16

2


I. ĐỊNH NGHĨA SẮC KÝ

Sắc ký là quá trình tách liên tục từng vi phân hỗn hợp các chất do sự phân bố không đồng đều của chúng giữa pha tĩnh và pha động khi cho

1

pha động đi xuyên qua pha tĩnh.

Sắc ký cũng là quá trình trao đổi chất như các phương pháp hóa lý khác (chưng cất, chiết, kết tinh…) nhưng khác với phương pháp đó ở chỗ, sự

2

8/30/16

phân chia sắc ký được thực hiện do quá trình hấp thụ – giải hấp được lặp đi lặp lại trong suốt quá trình tách.

3


2. TỔNG QUAN VỀ SẮC KÍ KHÍ

 Nguyên tắc của sắc ký khí

 Pha động sử dụng trong sắc ký khí

 Pha tĩnh sử dụng trong sắc ký khí

 Nguyên tắc hoạt động của máy

 Cột sắc ký khí

 Detector trong máy sắc ký khí

8/30/16

4


Nguyên tắc của sắc ký khí

Sắc ký khí là phương pháp sắc ký mà pha động thường là chất khí, pha tĩnh thường là chất rắn
0
0
hấp phụ. Sắc ký khí thường dùng để xác định các chất dễ bay hơi (t <350 C) và bền nhiệt. Chất phân
tích được hoá hơi sau đó được bơm vào cột sắc ký và tiến hành phân tích.

8/30/16

5


Pha động trong sắc kí khí


-

Pha động: hay còn gọi là khí mang, gồm He, H2, N2, Ar....
Khí H2 thương mại thường đạt đủ tiêu chuẩn cho sắc ký khí. Khi sử dụng H 2 làm khí mang, cần dùng N2 làm khí bảo vệ thổi
qua cột trước.

-

Khí He là khí trơ hóa học rất thích hợp cho sắc ký khi ở nhiệt độ cao. He là khí mang tốt nhất.

-

Khí Ar cũng như các khí trơ khác là khí không có hoạt tính hóa học được dùng cho sắc ký ở nhiệt độ cao.

-

Khí N2 do không nguy hiểm, giá rẻ và dễ dàng làm tinh khiết nên N2 được sử dụng rất nhiều trong sắc ký khí.



Yêu cầu đối với khí mang:
Trơ với cấu tử khảo sát
Có tỷ khối nhỏ, độ nhớt thấp để tăng vận tốc của khí mang.
Có độ tinh khiết cao.

8/30/16

6


Pha tĩnh trong sắc ký khí



Thường là chất bền trơ, không bay hơi hay phân huỷ ở nhiệt độ khảo sát. Pha tĩnh đóng vai trò chính trong việc tạo
nên tương tác cần thiết để các cấu tử được tách ra khỏi nhau.



Pha tĩnh thường là sườn dimethylpolysiloxan để thay độ phân cực của pha tĩnh người ta thay nhóm –CH 3 bằng các
nhóm khác như phenyl, amin, rượu, amid…

8/30/16

7

Pha tĩnh trong sắc ký khí
Một số pha tĩnh thường dùng:
-

Các ancol: Các pha tĩnh không phân cực này là dung môi rất tốt cho các chất cần tách loại không hoặc ít phân cực.

-

Các loại silicon : Dầu và cao su silicon dùng trong sắc ký khí là polixilocxan- sản phẩm trùng ngưng các monome
silandiol R2Si(OH)2

-

Các loại ete, este : Chúng được dùng được dùng để tách các hợp chất chứa oxi, nitơ cũng như các hợp chất chứa
halogen, lưu huỳnh

-

Các hợp chất chứa Nitơ : Là các nitril, nitrilete, hợp chất nitro, amin thẳng và thơm,axit…Ví dụ: β,β’-oxidipropionitril, là
pha tĩnh rất phân cực để tách các hidrocacbon thẳng, vòng và thơm

-

8/30/16

Các pha liên kết hoá học: Có thể gắn pha tĩnh trên chất mang bằng các phản ứng hoá học.

8

Nguyên tắc hoạt động của máy sắc ký khí

8/30/16

9


Các bộ phận của máy sắc kí khí

Bộ ghi nhận tín hiệu
Bộ tiêm mẫu tự động

Bình khí

Cột mao quản

Bộ phận hóa hơi
8/30/16

10


Cột sắc ký khí

Cột sắc ký khí

Cột mao quản

Cột nhồi

Cột mao quản
Phim mỏng (WCOT)

Cột mao quản
Phim dày (SCOT)

Cột mao quản
Lớp mỏng (PCOT)

8/30/16

11


Detector trong sắc ký khí

Gồm các detector sau:

8/30/16

-

Detector ion hóa ngọn lửa – FID (Flame ionization detector)

-

Detector độ dẫn nhiệt – TCD (Thermal conductivity detector)

-

Detector quang hóa ngọn lửa – FPD (Flame photometric detector)

-

Detector cộng kết điện tử - ECD (Electron capture detector)

-

Detector ion hóa phát xạ ngọn lửa – FTD hay NPD (Flame thermionic detector)

-

Detector khối phổ - MS (Mass spectrocopic)

12


Detector cộng kết điện tử - ECD (Electron capture detector)

-

ECD là đầu dò được dùng rộng rãi trong GC hiện nay, có lẽ chỉ đứng sau FID. Do có thể phát hiện đến picogam (10

-12

g) và thậm chí có

-15

thể đến femptogam (10 g).

-

ECD hoạt động dựa trên đặc tính của các chất có khả năng cộng kết các điện tử tự do trong pha khí.

-

ECD có ứng dụng rất lớn trong phân tích lượng vết các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ, hóa chất công nghiệp trong các mẫu môi trường và
dược phẩm.

-

ECD rất nhạy với các hợp chất giàu điện tử như các hợp chất có chứa các nhóm chức hoặc các đa liên kết hoặc các hợp chất có chứa các
nguyên tử Halogen. Các nguyên tố có độ âm điện lớn trong các hợp chất như Halogen có thể bắt Electron và tạo thành ion âm

8/30/16

13


Detector cộng kết điện tử - ECD (Electron capture detector)
Nguyên tắc hoạt động
-

Các phân tử khí mang bị bắn phá bởi tia β tạo nên các ion dương và electron có động năng lớn.
+
N 2 ↔ N2 + e

-

Các electron di chuyển về anod tạo dòng điện ion hoá. Khi các phân tử có khả năng bắt giữ điện tử xuất hiện (trong vòng khí mang) → số
electron giảm → cường độ dòng điện giảm → tín hiệu
AM + e → AM
+
AM + N2 → AM + N2
Đặc điểm: Rất nhạy đối với hợp chất có chứa các nguyên tố có độ âm điện cao, khoảng tuyến tính hẹp 102.
Ứng dụng: Xác định lượng vết các loại thốc trừ sâu, diệt cỏ, hoá chất công nghiệp như PCB trong các mẫu môi trường, Các hợp chất có
độ âm điện lớn ( -F, -Cl, -Br, -I, -O) hoặc các nhóm chức có độ âm điện lớn như -NO 2,-CN.

8/30/16

14


Cấu tạo ECD:

(a) 2 điện cực đồng trục
8/30/16

(b) 2 điện cực song song
15


Cấu tạo ECD:

8/30/16

16

Hàm lượng thuốc trừ sâu gốc clo hữu cơ và Poly Clorua Biphenyl trong thuỷ sản và sản phẩm thuỷ
sản - Phương pháp định lượng bằng sắc ký khí

Phạm vi áp dụng.

Quy
Trình

Nguyên tắc.

Phương pháp tiến hành.

Tính kết quả.
8/30/16

17


Phạm vi áp dụng

 Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định hàm lượng các thuốc trừ sâu gốc Clo hữu cơ và Poly Clorua Biphenyl
(sau đây gọi tắt là PCBs) trong thuỷ sản và sản phẩm thuỷ sản bằng hệ thống sắc ký khí (sau đây gọi tắt là GC).

8/30/16

18


Nguyên tắc



Trong mẫu thủy sản các hợp chất trên được chiết tách ra bằng dung môi pentan. Dịch chiết được làm sạch bằng phương pháp chiết pha rắn
(SPE) trên florisil sau đó được tách làm 2 phân đoạn trên cột silicagel.



Phân đoạn A chứa các PCB (trừ CB3), HCB, alđrin, isođrine, heptaclo và p,p' DDE.



Phân đoạn B chứa CB3, p,p' DDE và các thuốc trừ sâu gốc clo còn lại.



Hàm lượng các thuốc trừ sâu gốc clo hữu cơ và PCBs trong các phân đoạn chiết được xác định trên máy sắc ký khí với đầu dò bắt giữ điện tử
(sau đây gọi tắt là ECD).

8/30/16

19


Phương pháp tiến hành

Xử lý mẫu
+ 10g cát sạch

Cân 10g mẫu

Nghiền đều bằng cối sứ
+4g sunfat natri khan

Chiết mẫu trong 3h với hệ

+150ml dd pentan

thống mẫu chiết soxhlet

HH được đưa vào ống soxhlet
được phủ bằng bông thủy tinh

Lọc qua phêu thủy tinh
có chứa Na2SO4 khan và rửa lại
bằng 25ml dd pentan

Thu được 20 ml sản phẩm
Lọc qua phễu
buchener

0
Lọc tiếp với Buchner + 40 C

1ml sản phẩm

8/30/16

20

8/30/16

21


Cách nhồi cột
Trên mặt phủ 2.5g Na2SO4 khan

Gõ nhẹ thành cột cho lớp florisil phân tán đều và
không có bọt khí

Cho 25 gam Florisil ngậm 5% nước vào

Cho từ từ 2g Na2SO4 vào

Rót 50,0 ml dung môi pentan vào cột
Lớp bông thủy tinh 1cm

Mở khóa để dung môi chảy chậm, tráng lại cột bằng 1
lượng dung môi sao cho cột không bị khô kể từ lớp
Na2SO4 ở trên

8/30/16

22


Làm sạch mẫu

Chuyển mẫu + mẫu trắng

Thêm chính xác 2,0 ml isooctan rồi
lắc đều để hoà tan cặn.

Cô dung dịch thu được cho đến khi chỉ còn khoảng 1,0 ml
+1,0 ml isooctan vào trong bình rồi lắc. Làm bay hơi từ từ

Cho tiếp 3 lần, mỗi lần 3,0 ml dung dịch rửa
giải. Ðiều chỉnh khoá để tốc độ rửa giải đạt từ 4
đến 5 ml/phút.

Thu toàn bộ dịch chiết đi qua cột vào một bình thuỷ
tinh đáy tròn của máy cô quay chân không

bằng dòng khí nitơ cho tới khi dịch khô hoàn toàn.

8/30/16

23


Phân tách các dẫn xuất của PCB và thuốc trừ sâu gốc clo hữu cơ

8/30/16

24


Tiến hành phân tích

 Tiêm các dung dịch chuẩn vào máy GC theo thứ tự từ nồng độ thấp đến cao. Mỗi dung dịch tiêm 2
lần, tính diện tích pic trung bình. Dựng đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa các diện tích pic
thu được và nồng độ từng loại thuốc trừ sâu theo quan hệ tuyến tính bậc 1 (phương trình y = ax
+ b).



Tiêm dung dịch mẫu thử, dung dịch mẫu trắng, dung dịch mẫu để xác định độ thu vào hệ thống
GC. Mỗi dung dịch mẫu tiêm 2 lần. Tính giá trị trung bình.

8/30/16

25