phương pháp phân lập sắc ký

Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Sau Đại Học
Trường Đại Học Nông Lâm Tp.Hcm

Công nghệ phân lập các hợp chất
tự nhiên

1

HV: Nguyễn Thái Sa Vin
Châu Tấn Phong


Sắc ký trao đổi ion


TỔNG QUAN VỀ IC

Hình ảnh về sắc ký trao đổi ion


 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA NHỰA TRAO ĐỔI ION
 Hình cầu, không tan trong nước
 Nhựa Mang điện tích cation => nhựa trao đổi anion và ngược

lại

Nhựa trao đổi anion
Nhóm chức hoạt động là
các amin tam cấp hoặc
tứ cấp
Cho tác dụng với đối ion

là Cl-

Nhựa trao đổi cation
Nhóm chức hoạt động là
các acid;
-SO3H,-PO3H..
Đối ion là natri hoặc là H+

 Nhựa trao đổi ion tính bazo mạnh, yếu
 Nhựa trao đổi ion tính acid mạnh, yếu


Lý thuyết về sự trao đổi ion

 Gắn kết có tính thuận nghịch giữa các phân tử mang

điện tích


CÁC NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG LÀM NHỰA TRAO
ĐỔI ION

 Là polystyren, các polymer carbohydrat và silica gel
 Hạt nhựa polymer 100-200 mesh, hạt silica 5-10µm
 Nguyên liệu yêu cầu phải cho dung môi giải ly đi qua

với vận tốc thỏa đáng

 Độ bền cơ học cao
 Hạt nhựa có thể có lỗ rỗng hoặc không

Việc lựa chọn loại nhựa thực nghiệm thích hợp
 Lựa chọn nhựa trao đổi ion phù hợp với chất cần

phân tích

 Sử dụng lượng nhựa cần thiết cho lượng mẫu khảo

sát

 Lựa chọn dung dịch đệm (đệm cation cho nhựa

cation, đệm anion cho nhựa anion)

 Làm trương nở nhựa trước khi thực nghiệm

Tái tạo và tồn trữ nhựa lại


Lựa chọn cột và tiến hành
 Kích thước cột
 Nhồi nhựa và nạp mẫu phân tích vào đầu cột
 Giải ly cột
 Vận tốc giải ly cột


Áp dụng của IC
 Sử dụng cho các chất acid/bazo mạnh, yếu;

chất lưỡng tính, enzym, hormon,
nucleotid…

 Sử dụng kết hợp với; tạo kết tủa, sắc ký lọc

gel, điện di


Sắc ký gel


Tổng quan sắc ký gel

Hình ảnh về sắc ký lọc gel


Nguyên liệu làm hạt gel
Hạt gel đều kích cỡ, hình cầu.
Trơ hóa học, bền cơ, lỗ rỗng đồng đều nhau
Có 3 loại thông dụng
 Gel dextran
 Gel polyacrylamid
 Gel styragel


Các bước tiến hành
 Nhồi gel vào cột
 Đặt mẫu cần tách lên đầu cột
 Triển khai sắc ký gel

Ứng dụng của sắc ký gel
 Xác định trọng lượng phân tử của hợp chất đại phân

tử

 Tác riêng biệt các chất trong 1 hợp chất
 Loại muối ra hợp chất hay dung dịch
 Loại các tạp chất màu bẩn ra khỏi hợp chất khảo sát


SẮC KÝ KHÍ (Gas Chromatography)

Nguồn internet


Tổng quan về sắc ký khí
Giới thiệu
 Được biết đến từ năm 1906, nhưng đến thập niên 1960 là
phát triển mạnh mẽ nhất
 Là kỹ thuật sắc ký, mà pha động ở thể khí, còn pha tĩnh có
thể là thể rắn hoặc lỏng
 Gas chromatography, viết tắt là GC
 Đôi khi người ta nói thêm là GLC, hoặc GSC để phân biệt pha
tĩnh là pha lỏng hoặc pha rắn.

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007


∗ Sắc ký khí là phương pháp được dùng để tách các chất ở

thể khí bay hơi, với pha động là chất khí, gọi là khí mang
(carrier gas). Sắc ký khí còn áp dụng cho các chất khí, lỏng,
rắn dễ bay hơi và bền nhiệt độ cao, có TLPT M<500
 có khả năng tách được hoàn toàn những chất hữu cơ
 tách những hỗn hợp rất phức tạp như khí thải ô tô chứa
trên 300 hợp chất

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007
/>

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả tách
∗ Áp suất hơi của 1 hợp chất
∗ Đặc trưng của các loại cột sắc ký khí
∗ Độ phân giải

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007


Nguyên liệu làm pha tĩnh trong GC
Đối với GLC
Cột: được làm bằng kim loại hoặc thủy tỉnh, dài 2-4m, đường
kính ngoài 3.17-6.35 mm, số mâm tốt nhất là 1000-2000
mâm/mét
Chất mang để nhồi cột: phải trơ, bột mịn, kích cỡ 0.150.25mm. Chất mang tốt nhất là diatomit và teflon
Chất lỏng tẩm lên chất mang: ổn định, bền nhiệt, trơ, không bay
hơi
Vd: DEGS, chịu nhiệt 200 độ c, dexsil 300 chịu nhiệt 50-550 độ c
Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007

Đối với cột mao quản hở trong GLC
∗ Ống dài từ 10-100m, đường kính trong từ 0.1-0.7mm
∗ Ống rỗng ruột, thành trong phủ lớp mỏng nguyên liệu pha tĩnh (0.20.5µm)
∗ Chất liệu làm ống đa dạng nhưng thủy tinh silica phổ biến nhất.
∗ Silica tinh khiết gần 100%, 10-100ppm kim loại, 0.1% nhóm hydroxyl.
∗ Tạo pha tĩnh bằng cách phủ lớp silicon polymer tạo nối ngang bề mặt,
múôn dày hơn thì tạo nối ngang mạng 3 chiều của các chất khác với
nhóm chức polymer silicon đó (vinyl…)
∗ Xúc tiến tạo mạng ngang nhờ tia UV.
∗ Ngoài ống phủ lớp polymer để bền nhiệt.

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007


Đối với GSC

∗ Hoạt động dựa trên tính chất hấp thu trên bề mặt rắn pha tĩnh
∗ Khả năng lưu chất cao hơn pha tĩnh có bề mặt lỏng
∗ Phân tích được các hợp chất bay hơi mạnh
∗ Pha tĩnh rắn được tạo từ các polymer vi lỗ rỗng: styren DVB,
DVB etyvinylbenzen…Có thể Sử dụng cột alumin, silica gel, rây
phân tử…

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007


Các bộ phận của hệ thống sắc ký khí
Bình chứa khí mang (carrier gas)

Vận chuyển các thành phần

- Khí N2, He, Ar, …
- Khí mang thường phụ
thuộc vào loại đầu dò sử
dụng.
- Các bẫy khí → nâng cao
chất lượng khí.
- Áp suất và lưu lượng dòng
khí phải được theo dõi
thường xuyên qua đồng hồ
đo áp suất.


∗ Lò cột (Oven): điều khiển nhiệt độ cột phân tích


• Bộ phận tiêm mẫu: đưa mẫu vào cột phân

tích.
•
•
•
•
•

Lượng mẫu tiêm khoảng
0.1-3 µl
Chỉ cho phép tầm 1%
lượng mẫu vào pha tĩnh
Dung môi pha mẫu:
không phản ứng hóa học

với mẫu và pha tĩnh
Hòa tan mẫu hoàn toàn
Có thời gian lưu khác với
mẫu


• Cột phân tích (Column): chứa pha tĩnh, nơi diễn ra

sự phân tách các chất.
• Cột nhồi pha tĩnh: đường kính trong 2-6mm, dài 1-3

m
• Cột mao dẫn: đường kính trong 0.2-0.7mm, dài 10-

100 m

Cột mao quản
(Capillary column)

Cột nhồi
(Packed column)