Hotline 247
04 6662 6362
 
Hà Nội
0968 378 899
 
Hồ Chí Minh
01289 777 888

Sắc ký khí

BioMedia

Sắc ký khí (GC) là phương pháp sắc ký được sử dụng phổ biến trong hóa phân tích để tách và phân tích các hợp chất bay hơi mà không làm phân hủy thay đổi mẫu.

Ứng dụng: chủ yếu của sắc ký khí bao gồm kiểm tra độ tinh sạch của một chất cụ thể, hay tách các chất khác nhau ra khỏi một hỗn hợp (khối lượng của các chất này cũng có thể được xác đinh một cách tương đối). Trong một số trường hợp, kỹ thuật sắc ký khí có thể dùng để xác định một hợp chất nào đó. Trong sắc ký điều chế, phương pháp ký khí được sử dụng để tinh chế các hợp chất từ một hỗn hợp.

Nguyên tắc:

Trong sắc ký khí, pha động (hay là pha chuyển động) là một khí mang, thường là một khí trơ như Heli hoặc một khí không hoạt động như Nitơ. Pha tĩnh là một vi lớp chất lỏng hoặc polyme được phủ trên một lớp rắn đặt trong một ống thủy tinh hoặc kim loại được gọi là cột (tương tự cột tách phân đoạn được sử dụng trong chưng cất). Thiết bị được dùng để tiến hành sắc ký khí được gọi là máy sắc ký khí (hoặc là máy tách khí hoặc máy ghi khí).

Các hợp chất ở dạng khí cần phân tích sẽ tương tác với thành cột – được phủ bởi pha tĩnh, dẫn đến từng hợp chất được tách ra tại những thời điểm khác nhau – gọi là thời gian lưu của hợp chất. Khi các chất hóa học đi ra ở cuối cột, sẽ được phát hiện và xác định bằng điện tử. Ngoài ra, một số thông số khác có thể được sử dụng để thay đổi thứ tự hoặc khoảng thời gian lưu: tốc độ dòng khí mang, chiều dài cột và nhiệt độ. Phân tích bằng sắc ký khí dựa trên việc so sánh thời gian lưu này.

Điểm khác nhau giữa sắc ký khí và các phương pháp dùng sắc ký khác (sắc ký cột, HPLC, TLC):

– Quá trình tách các hợp chất trong một hỗn hợp được tiến hành giữa một pha lỏng tĩnh và một pha khí động, trong khí đó ở sắc ký cột pha tĩnh ở dạng rắn và pha động ở dạng lỏng.

– Cột mà pha khí đi qua được đặt trong lò cột có thể điều chỉnh được nhiệt độ khí, trong khí đó ở sắc ký cột (điển hình) không có sự điều chỉnh nhiệt độ đó.

– Nồng độ của một hợp chất ở pha khí chỉ phụ thuộc vào áp suất bay hơi của khí.

So sánh Sắc ký khí với chưng cất phân đoạn:

– Giống nhau: cả hai quá trình này đều tách các hợp chất từ một hỗn hợp chủ yếu dựa vào sự khác biệt của điểm sôi (hoặc áp suất bay hơi).

– Khác nhau: chưng cất phân đoạn thường được dùng để tách các hợp chất từ một hỗn hợp ở qui mô lớn còn sắc ký khí được sử dụng ở qui mô nhỏ hơn nhiều (tức là mức độ vi lượng).

Sắc ký khí đôi khi còn được hiểu là sắc ký pha hơi (VPC) hoặc sắc ký phân đoạn khí – lỏng (GLPC). Nói một cách chính xác, GLPC là thuật ngữ chính xác nhất và do vậy được nhiều tác giả sử dụng.

Các thành phần của máy sắc ký khí

Đầu bơm mẫu (Bộ tiêm mẫu)

Bộ tiêm mẫu là bộ phân đưa mẫu vào dòng khí mang liên tục. Bộ tiêm mẫu là một bộ phận gắn liền với đầu cột.

Đầu dò

Các loại đầu dò thông dụng bao gồm đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID) và đầu dò dẫn nhiệt (TCD). Cả 2 loại đầu dò này đều nhạy với hầu hết chất phân tích với các nồng độ khác nhau .

  • Đầu dò dẫn nhiệt (TCD): Loại đầu dò thông dụng nhất hiện nay, dựa trên độ dẫn nhiệt của vật chất khi đi quanh một sợi dây Vonfram-rhenium có dòng điện chạy qua. Khi các phân tử chất cần phân tích tách ra khỏi cột và hòa trộn với khí mang, độ dẫn nhiệt sẽ giảm đi, nhiệt độ và điện trở của dây Vonfram-Rhenium tăng lên làm xuất hiện thay đổi điện áp và tạo ra tín hiệu để đầu dò phát hiện được.
  • Đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID): chỉ dùng phát hiện các hợp chất hữu cơ hay các hợp chất chứa hydro carbon do carbon có khả năng hình thành các ion dương và điện tử trong quá trình nhiệt phân, từ đó tạo ra dòng điện giữa các điện cực. Hiện tượng tăng dòng điện được chuyển đổi và hiển thị dưới dạng các peak trên sắc ký đồ.
  • Đầu dò đốt xúc tác (CCD): dùng để xác định các hydrocarbon cháy được và hydro
  • Đầu dò phóng ion (DID): sử dụng thiết bị phóng điện điện áp cao để tạo ra ion.
  • Đầu dò độ dẫn điện phân khô (DELCD): sử dụng một pha khí và nhiệt độ cao dùng để xác định các hợp chất clo.
  • Đầu dò bẫy điện tử (ECD): sử dụng nguồn phóng xạ beta để đo khả năng bẫy điện tử.
  • Đầu dò quang kế ngọn lửa (FPD): sử dụng một ống nhân quang để phát hiện các vạch quang phổ của các hợp chất khi chúng bị đốt trong ngọn lửa, phân tích các hợp chất chứa photpho, lưu huỳnh, các Halogen, một số kim loại.
  • Đầu dò phát xạ nguyên tử (AED): mẫu sau khi ra khỏi cột sẽ được đưa vào một buồng được hoạt hóa bằng siêu âm tạo ra một trường plasma phân hủy các nguyên tố sẽ tạo ra một phổ phát xạ nguyên tử.
  • Đầu dò Nitơ – Phospho (NPD): là một dạng đầu dò nhiệt điện tử trong đó Nitơ và Phospho làm thay đổi chức năng làm việc trên một lớp được bao bằng cuộn sinh nhiệt đặc biệt làm phát sinh ra dòng điện đo đạc được.
  • Đầu dò khối phổ (MS), hay còn gọi là GC-MS có độ nhạy và hiệu quả cao kể cả đối với lượng mẫu nhỏ
  • Một số loại khác: Đầu dò quang hóa ion (PID)/Đầu dò ion hóa phóng xung (PDD)Đầu dò ion hóa nhiệt (TID)/Đầu dò cực tím chân không (VUV)/Đầu dò hồng ngoại (IRD)/Đầu dò ion hóa Heli (HID)/Đầu dò độ dẫn điện phân (ELCD)

(Nguồn: https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_chromatography)

Dịch giả: Nguyễn Công Minh

Biomedia VN

Các bài viết cùng chủ đề

Sắc ký khí

Sắc ký khí (GC) là phương pháp sắc ký được sử dụng phổ biến trong hóa phân tích để tách và phân tích các hợp...

Kinh nghiệm lựa chọn: Sắc ký cột – Nhồi cột - Phần 2

Sắc ký cột là kỹ thuật phổ thông nhất trong các phòng thí nghiệm. Phương pháp này rất đơn giản và có thể phân lập...

Kinh nghiệm lựa chọn: Sắc ký cột – Phần 1

Sắc ký cột là kỹ thuật phổ thông nhất trong các phòng thí nghiệm. Phương pháp này rất đơn giản và có thể phân lập...