XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC BVTV

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

Môn: Phân tích sắc kí
Đề tài:

XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC BVTV TRONG
THỦY SẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ
Lớp : D13HPT01
Thành viên nhóm:
Vũ Duy Hải
Nguyễn Thanh Bình
Hoàng Xuân Ái
Lê Trúc Hòa


NỘI DUNG
1

Định nghĩa sắc ký

2

Tổng quan về sắc ký khí

3

4

Tiến hành phân tích 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
Tài liệu tham khảo


I. ĐỊNH NGHĨA SẮC KÝ

1

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 pha động đi xuyên
qua pha tĩnh.

2

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


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


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 hấp phụ. Sắc ký khí thường
dùng để xác định các chất dễ bay hơi (t0 <3500C) và bền nhiệt.
Chất phân tích được hoá hơi sau đó được bơm vào cột sắc ký
và tiến hành phân tích.


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 H2 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.


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 –CH3 bằng các nhóm khác
như phenyl, amin, rượu, amid, ceton…


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

-

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


Nguyên tắc hoạt động của máy sắc ký khí


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


Cột sắc ký khí
Cột sắc ký khí

Cột mao quản

Cột mao quản
Phim mỏng (WCOT)
Cột mao quản
Phim dày (SCOT)
Cột mao quản

Lớp mỏng (PCOT)

Cột nhồi


Detector trong sắc ký khí
Gồm các detector sau:
-

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)


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 (10-12g) và thậm chí có thể đến
femptogam (10-15g).

-

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


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.
N2 ↔ 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- → AMAM- + 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 -NO2,-CN.


Cấu tạo ECD:

(a) 2 điện cực đồng trục

(b) 2 điện cực song song

Cấu tạo ECD:


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.
Thiết bị,dụng cụ
Phương pháp tiến hành.
Tính kết quả.


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).


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).


Thiết bị, dụng cụ.
1.

Cột sắc ký thủy tinh (có van khoá), kích thước L x ID là 500 x 20 mm và 500 x 8mm.

2.

Hệ thống cô quay chân không.

3.

Hệ thống chiết mẫu soxhlet.

4.

Máy nghiền đồng thể tốc độ 10 000 vòng/phút.

5.

Máy lắc

6.

Tủ sấy

7.

Lò nung

8.

Cân phân tích có độ chính xác 0,0001 g.

9.

Cột mao quản (cho máy GC): loại SPBTM - SUPELCO, kích thước L x ID = 30 mm x 0,32 mm hoặc tương đương.

10. Máy sắc ký khí với đầu dò ECD.
11. Hệ ống soxhlet: các ống soxhlet được làm sạch bằng cách chưng cất với pentan hay diclormetan trên hệ thống soxhlet
trong 4 giờ.


Phương pháp tiến hành
Xử lý mẫu
Cân 10g mẫu

+ 10g cát sạch
+4g sunfat natri
khan

Nghiền đều bằng cối sứ

Chiết mẫu trong 3h với hệ
thống mẫu chiết soxhlet

+150ml dd pentan Hh được đưa vào ống soxhlet

được phủ bằng bông thủy tinh

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

Thu được 20 ml sản phẩm

buchener

Lọc tiếp với Buchner + 400C
1ml sản phẩm


Chuẩn bị cột
Cân 25,0 g florisil đã hoạt hoá rồi cho vào cốc thuỷ tinh có mỏ
chứa 50,0 ml dung môi pentan .Sau đó rót từ từ dung dịch vào
trong cột sắc ký thuỷ tinh đã khoá van và nhồi một ít bông thuỷ
tinh dưới đáy cột.
Ðể yên cột cho lắng, sau đó tháo van để rút dung môi pentan ra
khỏi cột cho đến khi mức dung môi trong cột cao hơn mức florisil
khoảng 1,0 cm. Thêm một ít bông thủy tinh lên phía trên lớp
florisil để tránh xáo trộn tinh thể khi có dòng dung dịch đổ vào.


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


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

+

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


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