MÁY SĂC KÝ LỎNG CAO ÁP

Thiết bị sắc khí lỏng hiệu năng cao (HPLC) là gì?

Thiết bị sắc khí lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography – HPLC) là một trong các loại thiết bị phân tích mẫu vật môi trường phổ biến trong các phòng thí nghiêm hiên nay. Ứng dụng chính HPLC đã và đang được sử dụng cho những mục đích sản xuất, nghiên cứu, pháp lý và y dược. Xét riêng ứng dụng của HPLC đối với ngành môi trường, HPLC có nhiều ứng dụng quan trọng trong phân tích môi trường bao gồm để phân tích các loại hóa chất hydrazine, formaldehyd, bisphenol A và các phân tử hữu cơ khác với độ chính xác cao đến một phần triệu. Vậy cấu tạo và quá trình hoạt động của Thiết bị sắc khí lỏng hiệu năng cao – HPLC gồm những gì và hoạt động như thế nảo? Mời bạn theo dõi bài viết dưới đây.

Thiết bị sắc khí lỏng hiệu năng cao là gì?

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu suất cao là phương pháp ra đời trên cơ sở phát triển cải tiến phương pháp sắc ký cột. Năm 1967 – 1968 phương pháp HPLC ra đời, đây là một phương pháp phân chia pha động và pha tĩnh. Pha động chứa thành phần là chất lỏng và pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn được phân chia dưới dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng phủ lên chất rắn hoặc là chất mang có liên kết hóa học với các nhóm hữu cơ.

Ưu điểm của phương pháp này có độ nhạy cảm cao, có khả năng định lượng tốt, đặc biệt thích hợp để tách các chất khó bay hơi và các chất dễ bị phân hủy nhiệt.

Cấu tạo chung của hệ thống thiết bị sắc khí lỏng hiệu năng cao HPLC

Cấu tạo:

Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao thông thường bao gồm các bộ phận sau:

• Bình chứa dung môi.
• Bơm áp suất cao.
• Dụng cụ tiêm mẫu.
• Cột HPLC.
• Máy dò.
• Máy tính điều khiển và ghi số liệu.

Vai trò các bộ phận như sau:

• Bình chứa dung môi (được gọi là pha động, bởi vì vật chất bên trong di chuyển].
• Bơm áp suất cao (hệ thống phân phối dung môi hoặc quản lý dung môi) được sử dụng để tạo và đo tốc độ dòng chảy xác định của pha động, thường là ml/phút.
• Dụng cụ tiêm mẫu (quản lý tiêm mẫu hoặc lấy mẫu tự động) có thể đưa (tiêm) mẫu vào dòng pha động liên tục mang mẫu vào cột HPLC.
• Cột HPLC chứa vật liệu sắc ký cần thiết để thực hiện việc tách. Vật liệu này được gọi là pha tĩnh vì được giữ cố định bởi phần cứng cột.
• Máy dò là cần thiết để kiểm tra các dải hợp chất tách biệt khi chúng rửa giải từ cột HPLC (hầu hết các hợp chất không có màu, vì vậy chúng ta không thể nhìn thấy chúng bằng mắt).
• Máy tính ghi dữ liệu và điều khiển chung hệ thống.
• Pha động thoát khỏi máy dò và có thể được đưa đến nơi chứa chất thải hoặc được thu thập, theo ý muốn. Khi pha động có chứa một dải hợp chất riêng biệt, HPLC cung cấp khả năng thu thập phần dịch rửa giải này có chứa hợp chất tinh khiết đó để nghiên cứu thêm.
• Lưu ý rằng cần ống áp suất cao và phụ kiện sử dụng để kết nối các thành phần bơm, kim phun, cột và máy dò để tạo thành ống dẫn cho pha động, mẫu và các dải hợp chất riêng biệt.
• Máy dò được nối với dữ liệu máy tính. Đây là thành phần hệ thống HPLC ghi lại tín hiệu điện cần thiết để tạo ra sắc ký đồ trên màn hình và để xác định, định lượng nồng độ của các thành phần mẫu. Do các đặc tính hợp chất mẫu có thể rất khác nhau, một số loại máy dò khác nhau đã được phát triển. Ví dụ:
• Nếu một hợp chất có thể hấp thụ tia cực tím, máy dò hấp thụ tia cực tím được sử dụng.
• Nếu hợp chất huỳnh quang, máy dò huỳnh quang được sử dụng.
• Nếu hợp chất không có một trong hai đặc điểm này, một loại máy dò phổ quát hơn được sử dụng, chẳng hạn như máy dò tán xạ ánh sáng bay hơi (ELSD).

Kết hợp HPLC với máy quang phổ khối

Cách tiếp cận mạnh mẽ nhất là sử dụng nhiều máy dò theo chuỗi. Ví dụ, máy dò UV/ELSD có thể được sử dụng kết hợp với máy quang phổ khối (MS) để phân tích kết quả phân tách sắc ký. Điều này cung cấp, thông tin toàn diện hơn về chất phân tích. Việc thực hành ghép một máy quang phổ khối với hệ thống HPLC được gọi là thiết bị LC/MS.

Ứng dụng của hệ thống HPLC trong ngành môi trường

Các thiết bị kỹ thuật vượt trội được sử dụng trong môi trường bao gồm GC, GC-MS, HPLC và HPLC-MS. HPLC được sử dụng cho tất cả các loại mẫu chính – không khí, nước, đất – nhưng hầu hết (không phải tất cả) các ứng dụng LC đều dành cho nước hoặc đất. Các hợp chất bao gồm thuốc trừ sâu và các chất ô nhiễm cần nghiên cứu khác.

Kỹ thuật sắc ký cho phép tách và định lượng mức xuất hiên các hợp chất hữu cơ trong mẫu. HPLC được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học bao gồm cả an toàn thực phẩm. Hiện nay, thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao và các kỹ thuật liên quan đã trở thành công cụ phân tích thống trị trong các lĩnh vực như dược phẩm, hóa chất và thực phẩm và giám sát môi trường.

Trái ngược với sắc ký khí (GC), HPLC cho phép xác định các hợp chất dễ bay hơi và nhiệt độ thấp. Kỹ thuật này rất hữu ích trong việc phân tích các chất gây ô nhiễm thực phẩm, bao gồm cả dư lượng thuốc trừ sâu. Các sản phẩm bảo vệ thực vật, được gọi là thuốc trừ sâu thông thường, có chứa các hoạt chất sinh học có chế độ hoạt động rộng, được sử dụng trong bảo vệ cây trồng và trong nhiều lĩnh vực khác. Thật không may, bên cạnh những lợi thế liên quan đến việc sử dụng chúng, cần phải tính đến việc chúng cũng độc hại đối với con người và môi trường.

Sự lựa chọn của GC so với LC dựa trên các đặc tính hóa học của phân tử. Các hợp chất dễ bay hơi và có khả năng bay hơi không hoàn toàn thường được thực hiện bởi GC. Các  hợp chất không bay hơi được thực hiên phân tích bằng LC.