Áp dụng đối với các mẫu bốc hơi và ổn định nhiệt đến vài trăm °C Có khả năng phát hiện và phân tích rất nhiều chất và hỗn hợp
Được ứng dụng rộng rãi để tách và xác định các cấu tử trong các mẫu từ nhiều chủng loại khác nhau
Sắc ký khí kết hợp khối phổ
4.1 Phân tích định tính
Trong phân tích định tính, hai detector có thể nhận diện các hợp chất là detector khối phổ và detector hồng ngoại chuyển hóa Fourier. Một peak có thể nhận diện bằng cách so sánh phổ của chúng với một thư viện phổ được lưu giữ trong máy tính.
Một phương pháp kém tinh tế hơn là nhận diện thời gian lưu của một chất với thời gian lưu của chất đó trong một mẫu đã biết trước (mẫu chuẩn) trên các cột có độ phân cực khác nhau.
Cách đáng tin cậy nhất là so sánh các thời gian lưu trong cùng một sắc kí đồ thu được bởi mẫu đã biết trước (mẫu chuẩn) được thêm mẫu cần dò tìm vào trong cùng một điều kiện sắc kí. Nếu như chất cần dò tìm trùng với chất có trong mẫu chuẩn thì pic của chất đó trong mẫu đã thêm sẽ có diện tích hay chiều cao tăng lên so với khi chưa thêm chất chưa biết vào. Sự nhận diện chỉ ở mức thăm dò khi thực hiện trên một cột, nhưng khẳng định hơn khi thực hiện trên một vài cột trên những loại pha tĩnh khác nhau.
Trong hình cho thấy có thể nhận diện được các đỉnh 2,3,4,7 và 9 là metyl, etyl, npropyl, n-butyl, và n-amyl alcol. Cần chú rằng có thể có những chất khác nhau nhưng có thời gian lưu giống hoặc rất gần nhau. Vì vậy cần xác định trên nhiều pha tĩnh khác nhau hoặc sử dụng các detector khối phổ hoặc hồng ngoại để xác định.
Hình. Phân tích định tính bằng cách so sánh thời gian lưu với chất chuẩn
68 4.2.1 Một số nguyên nhân gây ra sai số
Chuẩn bị mẫu: cũng như mọi phương pháp khác, mẫu đem phân tích được lấy
mẫu sao đại diện đúng cho cả lô nguyên liệu hay sản phẩm. Các qui tắc lấy mẫu cần phải tuân thủ cho từng loại mẫu. Mẫu cần được làm sạch trước khi tiêm mẫu vào GC. Việc này nếu làm không tốt có thể gây nên mất cấu tử cần xác định.
Tiêm mẫu: khi chất lỏng tiêm vào buồng tiêm mẫu thì nhiệt độ thiết lập nếu quá
cao có thể gây nên sự phân hủy mẫu, hoặc mẫu có tham dự vào một phản ứng nào đó. Kỹ thuật tiêm mẫu cũng có thể gây sai số.
Mẫu bị phân hủy hoặc bị hấp phụ: có nhiều trường hợp có sự phân hủy hoặc
hấp phụ trong buồng tiêm mẫu, trong cột, trong detector có thể làm cho các pic đó không đại diện cho lượng của chúng có trong mẫu. Để khắc phục điều này ta nên dùng phương pháp lập đường chuẩn để biết diện tích hay chiều cao của pic có tỉ lệ tuyến tính với lượng mẫu đưa vào hay không.
Đáp ứng của detector: mỗi detector đáp ứng khác nhau với các hợp chất khác
nhau. Vì vậy cần biết rõ các hệ số đáp ứng này. Hơn nữa khi điều kiện làm việc thay đổi thì đáp ứng của detector cũng thay đổi. Trong GC có thể sử dụng phương pháp chuẩn nội để khắc phục điều này.
Kỹ thuật lấy tích phân: trong GC có nhiều cách thiết lập quan hệ giữa thông tin
nhận được từ pic sắc kí với hàm lượng của cấu tử: Đo chiều cao pic, dùng máy ghi và tích phân, cắt và cân giấy. Các cách này có thể có những sai số riêng trong quá trình xử lí. Ngày nay với sự ghép nối máy tính và các phần mềm hỗ trợ việc tích phân hóa diện tích các peak trở nên dễ dàng và thông dụng. Kết quả được báo cáo đầy đủ các thông tin của peak như chiều cao, diện tích, phần trăm trong mẫu …
4.2.2 Các phương pháp tính toán định lượng
4.2.2.1 Phương pháp chuẩn hóa diện tích
Đây là phương pháp tính thành phần phần trăm của mẫu bằng cách đo diện tích từng peak trên sắc kí đồ. Theo cách này đem diện tích pic của chất quan tâm A cho tổng diện tích của các peak: %A = (diện tích peak A/tổng diện tích các peak)x100 %
Khi phân tích thành phần có điểm sôi sát nhau của một dãy đồng đẳng, phương pháp này có thể dùng để tính tỷ lệ phần trăm khối lượng. Phương pháp này chỉ đúng nếu tất cả các cấu tử đều được rửa giải và đáp ứng của detector với mọi cấu tử là giống nhau. Nếu những điều kiện này thõa mãn thì đây là phương pháp nhanh và hiệu quả.
4.2.2.2. Phương pháp tính theo hệ số hiệu chỉnh
Như đã biết detector đáp ứng khác nhau đối với các chất khác nhau. Vì vậy cần phải tính hệ số hiệu chỉnh. Nhờ hệ số này có thể tính được thành phần phần trăm của các cấu tử trong mẫu.
69
Cách xác định hệ số hiệu chỉnh:
- Tiêm dung dịch chuẩn đã biết nồng độ các cấu tử A, B, C… vào GC
- Sắc kí đồ thu được có các pic phân giải hoàn toàn và diện tích thu được tương ứng
- SA, SB, SC… tương ứng với các khối lượng trong mẫu mA, mB, mC… - Chọn một pic làm chuẩn ví dụ A có tỉ lệ SA/mA được gán giá trị FA = 1 - Từ tỉ lệ SB/mB, SC/mC… suy ra FB, FC…
4.2.2.3. Phương pháp lập đường chuẩn:
Lập các đường chuẩn riêng rẽ đối với từng cấu tử trong hỗn hợp bằng cách tiêm những thể tích bằng nhau của một loạt dung dịch hỗn hợp chất chuẩn có nồng độ khác nhau. Như vậy một loạt các nồng độ của các chất chuẩn đã được phân tích và diện tích của chúng được xác định. Một đường chuẩn được dựng cho mỗi cấu tử với một trục nồng độ và trục kia là diện tích tương ứng để kiểm tra sự tuyến tính của đáp ứng của detector.
Tiêm cùng thể tích của mẫu có các cấu tử cần phân tích và chạy sắc kí trong cùng điều kiện như khi chạy chuẩn. Từ các diện tích thu được của các cấu tử cần phân tích và đường chuẩn vừa thiết lập suy ra được nồng độ của chúng.
4.2.2.4. Phương pháp dùng chuẩn nội
Phương pháp này còn được gọi là phương pháp chuẩn hóa tương đối hay gián tiếp. Để định lượng một cấu tử X ta cần phải chọn một chất chuẩn S sao cho:
- Nếu trộn lẫn X với S ta phải thu được 2 đỉnh riêng biệt trên sắc kí đồ. - Peak của X và S phải khá gần nhau.
Sau đó ta phải pha các hỗn hợp có tỷ lệ trọng lượng của X và S biết trước, chạy sắc kí, đo diện tích các peak, lập tỉ số diện tích tương ứng, cuối cùng lập đường chuẩn tương đối.
70
Wc/Ws là tỉ lệ trọng lượng của các cặp cấu tử cần xác định X và chất chuẩn nội
Khi phân tích mẫu thật, ta cho một lượng biết trước chất chuẩn nội S vào mẫu rồi tiến hành sắc kí hỗn hợp. Từ tỉ lệ diện tích đo được, bằng đường chuẩn tương đối vừa dựng ta có tỉ lệ trọng lượng. Với trọng lượng chuẩn S thêm vào đã biết ta tính được trọng lượng của chất X.
Phương pháp này có các ưu điểm:
- Không cần biết đến đáp ứng của detector
- Không cần duy trì nghiêm ngặt các điều kiện tiến hành sắc kí vì những thay đổi được loại trừ theo cách tính tỷ số.