Đang tải... (xem toàn văn)
đề tài các phương pháp sắc kí trong nghiên cứu
BÀI GIẢNG CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ Dr. Nguyen Ngoc Vinh Sample Mobile phase t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 Detector signals Time Detector Sample Mobile phase t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 Detector signals Time Detector Khoa Công Nghệ Hóa Học– Bộ môn Hóa Phân Tích ĐH Công Nghiệp – TP.HCM Chƣơng 4: phƣơng pháp GC/MS và GC/IR 4.1. Sắc ký khí ghép khối phổ 1. Nguyên tắc 2. Điều kiện kỹ thuật 3. Phân tích sắc ký ghép khối phổ 4.2. Sắc ký ghép hồng ngoại 1. Nguyên tắc 2. Điều kiện kỹ thuật 3. Phân tích định tính và định lƣợng Phƣơng pháp phổ khối lƣợng (Mass Spectrometry - MS) là một phƣơng pháp phân tích công cụ quan trọng trong phân tích thành phần, cấu trúc chất Bắt đầu từ cuối thế kỷ XIX, Goldstein (1886) và Wein (1898) thấy rằng một chùm tia ion dƣơng có thể tách ra khỏi nhau dƣới tác dụng của một điện trƣờng và từ trƣờng 1913, Thomson thấy khí neon tự nhiên gầm 2 loại có khối lƣợng nguyên tử khác nhau (isotope) là 20 và 22 (g/mol), ông cũng sử dụng máy phổ khối lƣợng trong phân tích hóa học, xác định khối lƣợng phân tử và nguyên tử 1940 MS đƣợc sử dụng trong phát hiện dầu mỏ và trong phân tích hormon/steroid (1950). Sự kết hợp GC/MS thực hiện năm 1960 và LC/MS năm 1970. Sau đó nhiếu kỹ thuật mới trong MS nhanh chóng phát triển nhƣ FAB, TS, tứ cực, TOF, MALDI… Có phạm vi ứng dụng rất rộng lớn trong các ngành hóa hữu cơ, hóa sinh, vô cơ và nguyên tố đồng vị 1. Sắc ký khí ghép khối phổ Cơ sở của phƣơng pháp MS đối với các hợp chất hữu cơ là sự bắn phá các phân tử trung hòa thành các ion phân tử mang điện tích dƣơng, hoặc phá vỡ các mảnh ion, các gốc theo sơ đồ sau bằng các phần tử mang năng lƣợng cao: Năng lƣợng bắn phá phân tử thành ion phân tử khoảng 10eV, sự phá vỡ này phụ thuộc cấu tạo chất, phƣơng pháp và năng lƣợng bắn phá quá trình ion hóa. Ion phân tử có số khối (m/e) ký hiệu là M + Có nhiều phƣơng pháp ion hóa khác nhau nhƣ va chạm electron, va chạm electron, ion hóa photon, ion hóa trƣờng, bắn phá ion, bắn phá nguyên tử nhanh Phƣơng pháp khối phổ chính là phƣơng pháp nghiên cứu các chất bằng cách đo chính xác khối lƣợng chất đó 1.1. Nguyên tắc chung ABCD + e ABCD - ABCD 2+ + 3e ABCD + + 2e > 95% Thiết bị khối phổ đầu tiên đƣợc J. Thomson (Anh) chế tạo năm 1912 và đƣợc hoàn thiện hơn vào năm 1932. Sơ đồ chung: 1. Nạp mẫu và hóa khí mẫu: Mẫu nạp vào máy có thể ở dạng khí, lỏng, rắn Mẫu sau khi biến thành dạng khí đi qua sang buồng ion hóa qua giao diện interface. 2. Cơ sở kỹ thuật của MS Hóa khí mẫu Bơm hút Xử lý số liệu Ion hóa detctorPhân tích ion theo số khối Nạp mẫu [...]... nhân electron thứ cấp, tấm kính ảnh nhạy ion, hệ thống đếm ion 5 Độ phân giải của MS: Độ phân giải là khả năng tách 2 số khối liền nhau m và m + m Độ phân giải R của MS đƣợc tính theo: Các máy có R < 1000 đƣợc coi là độ phân giải thấp, R > 10.000 là có độ phân giải cao 3 Sắc ký khí ghép MS Các mẫu chất trong phân tích MS phải nằm ở dạng hơi do đó hỗn hợp khí mang và mẫu chất từ GC có thể đƣa vào buồng... trƣờng điện tần số cao Chỉ các dao động của các ion có m/e đặc biệt không tăng lên theo biên độ dao động và có thể đi qua tâm tứ cực dọc theo trục Các ion khác có biên độ dao động tăng sẽ va đập vào thành các điện cực trƣớc khi có thể vƣợt qua các điện cực đi vào detector Phƣơng trình tổng quát của phổ tứ cực nhƣ sau: Trong đó K: hằng số, V: điện áp tần số cao, r: khoảng cách 2 điện cực đối nhau,... diện điện tích âm hay dƣơng của nguồn điện 1 chiều (DC) Ngoài ra thế điện xoay chiều đƣợc sử dụng cho cả hai cặp Cả 2 trƣờng đều không làm tăng tốc dòng điện tích dƣơng từ nguồn đi ra nhƣng làm chúng dao động quanh trục trung tâm khi chuyển động và chỉ các ion có số khối nhất định mới đến bộ phận thu góp Tần số và thế thay đổi các ion có số khối khác nhau lần lƣợt đến bộ phận thu góp Các ion đi... kết nối (interface) Nhằm mục đích loại bớt He, N2 để giảm áp suất dòng khí mang và phân tử mẫu chất đi vào buồng ion hóa, phần GC dùng cột mao quản và phần MS sử dụng buồng ion hóa EI hay CI với bộ tách tứ cực và detector khối phổ Turbo pump Rotary pump 4 Sắc ký lỏng hiệu quả cao ghép MS Phƣơng pháp HPLC đƣợc dùng để tách các chất lỏng khó bay hơi, không thể tách đƣợc bằng GC Sự kết hợp giữa LC và MS...3 Tách các Ion theo số khối: Các ion hình thành có khối lƣợng m và điện tích e , tỷ số z = m/e gọi là số khối Chúng sẽ đƣợc tách ra khỏi nhau nhờ một nam châm có từ trƣờng Ho hoặc kèm theo một điện trƣờng nữa Các loại thiết bị tách gồm có: Thiết bị khối phổ hội tụ đơn hoặc còn gọi là khối phổ hình quạt hay... (sectorfield spectrometer) để tách các ion theo khối lƣợng Các ion trƣớc khi ra khỏi buồng ion hóa đã đƣợc tăng tốc nhờ một điện trƣờng có thế U, đi qua nam châm hình ống có từ trƣờng H Các ion sẽ chuyển động theo hình vòng cung bán kính r trong từ trƣờng này Với r: Vậy với giá trị U và H nhất định thì số khối m/e tỷ lệ với bán kính r Từ biểu thức trên nhận thấy các ion có m/e khác nhau sẽ đƣợc tách... tách ra khỏi nhau do r của vòng cung chuyển động của chúng khác nhau Máy hội tụ đơn có độ phân giải thấp (1000 – 5000) Thiết bị khối phổ hội tụ kép (double-focusing sector spectrometer): để máy có độ phân giải cao (10.000 – 100.000) ngƣời ta chế tạo bộ tách ion gồm 1 điện trƣờng và một từ trƣờng đặt cạnh nhau Các ion trƣớc khi qua từ trƣờng hình quạt, sẽ đi qua 1 điện trƣờng tĩnh điện để tách biệt... ion Độ phân giải phổ kế tứ cực thông thƣờng đạt từ 500 – 1000, muốn nâng cao Rs, nối 2 – 3 bộ tứ cực với nhau nhƣ hình dƣới (Rs có thể đạt tới 20.000): 4 Detector: Sau khi ion hình thành và tách khỏi nhau theo số khối, chúng cần đƣợc phát hiện và ghi nhận nhiệm vụ của detector Các loại detector trong MS gồm có cốc Faraday, nhân electron thứ cấp, tấm kính ảnh nhạy ion, hệ thống đếm ion 5 Độ phân giải . môn Hóa Phân Tích ĐH Công Nghiệp – TP.HCM Chƣơng 4: phƣơng pháp GC/MS và GC/IR 4.1. Sắc ký khí ghép khối phổ 1. Nguyên tắc 2. Điều kiện kỹ thuật 3. Phân tích sắc ký ghép khối phổ 4.2. Sắc ký ghép. Điều kiện kỹ thuật 3. Phân tích định tính và định lƣợng Phƣơng pháp phổ khối lƣợng (Mass Spectrometry - MS) là một phƣơng pháp phân tích công cụ quan trọng trong phân tích thành phần, cấu trúc. trong các ngành hóa hữu cơ, hóa sinh, vô cơ và nguyên tố đồng vị 1. Sắc ký khí ghép khối phổ Cơ sở của phƣơng pháp MS đối với các hợp chất hữu cơ là sự bắn phá các phân tử trung hòa thành các