Thực nghiệm xác định hợp chất Amin thơm phát sinh từ vật liệu được nhuộm màu Azo

Thực nghiệm xác định hợp chất Amin thơm phát sinh từ vật liệu được nhuộm màu Azo

Luận văn tốt nghiệp Phân thực nghiệm

PHẦN HI : THỰC NGHIỆM

THL.1 Thiết bị - Đụng cụ hóa chất - Phương pháp lấy và xử lý mẫu

THL.1.1 Thiết bị |

HLL11 May phan tich sie kf khi khéi phd GC-MS

Thiết bị sử dụng chính cho để tài là máy sắc ký khí Trace 2000 ghép với detector khối phổ Voyayer MS của hang Thermo Quest May được trang bị bộ tiêm

mẫu tự động AS 2000 và hệ thống máy tính với phần mêm Xcalibur để thu nhận dữ liệu và xử lý kết quá

A Máy sắc ký khí - GC TRACE 2000

+ Logi injector: PTV (Programmable Temperature Vaporizor)

* Tốc độ gia nhiệt cao nhất 15 /giây Ấp suất cao nhất có thể dùng 700 kPa

* Theo chế độ chia dòng và không chia dòng với lưu lượng dòng chia từ 10 ~

500 mi / phút

* Có thể ding cho tiém mẫu lớn đến 0.1 ml bằng cách sử dụng chương trình

nhiệt kết hợp với đuổi dung môi

+ Cội : Sử dụng thích hợp cho các loại cột đường kính trong 0,1 — 0,53mmm ,

+ Hệ thống khí : lưu lượng và áp suất khí mang cho cột cũng như injector có khả

năng điều khiển tự động nhờ hệ théng DPFC (Digital Pressure Flow Control) va

DGFC (Digital Gas Flow Control)

+ Hé thống nhiệt: khoảng nhiệt độ dùng cho:

* Injector: 10 -— 400°C, v6i d6 ổn định + 0,2 ”C

* Buồng chứa cột : 20 - 400C, với độ ổn định +0,1 ae

với tốc độ tăng nhiét: ty 0 - 30°C / phúi, có thể dùng đến 7 bước thay đổi nhiệt

đệ

B Đetector khối phổ - Voyayer MS

+ Đetecter khối phổ : Có thể quét khoảng khối từ 1-1100 AMU với độ phân giảit

0.1 AMU Quá trình ion hóa theo cơ chế tương tác điện tử (Electron impact), các

Luận văn tốt nghiệp Phần thực nghiệm

ion được phân giải bởi bộ phận phân giải tt cue (quadrupole) Nhiệt độ nguồn ion

hóa có thể có thể kiểm soát từ 20-300° C

Đetector MS Voyager được chuẩn hóa trước mỗi lân phân tích mẫu, việc chuẩn hóa được tiến hành theo chương trình của nhà sản xuất với chất chuẩn là

PFTBA (perfuorotributylamin) Kết quả chuẩn hóa được kiểm tra lại dựa vào việc

chạy 20 chuẩn amin thơm để mức độ tương thích phổ thu được của chúng so với

phổ chuẩn của thư viện Việc định danh có thể được dựa vào thư viện phổ với 120,000 phổ chuẩn của WILEY và NIST [§8IL10],

+ Äỹ thuật fuliscan dùng xác định 20 loại amin thom

Được thực hiện với khoảng khối từ 20 - 300 AMU Fullscan được sử dụng cho rnục

đích định đanh, quá trình định lượng được tiếp tục thực hiện theo phương pháp chọn

lọc ion lon được chọn là ion cơ bản hay ion mẹ hoặc mội ion phụ khác nếu có sự trùng lập ion xây ra khi hai peak có cùng thời gian lưu.Việc chọn lọc này nhằm

nâng cao khả năng phát hiện và giảm thiểu sai sót do sự trùng lặp về mặt thời gian

lưu giữa các cấu tỨ trong mẫu

Ngoài ra để giảm thiểu sai số do thể tích mẫu tiêm vào không đồng nhất, 2 chất nội chuẩn là menthol và caffein được thêm vào cho tất cả các dung dịch chuẩn

và mẫu Hai hợp chất trên được chọn vì nó có các đặc điểm sau :

* Độ phần cực gần giống với các amin thơm

* Có khả năng phân giải tốt trên hầu hết các loại cột được sử dụng,

* Có thời gian lưu nằm ở vị trí đầu và gần cuối của các chương trình chạy sắc

ký thông thường,

* Không có tương tác với các amin thơm và ổn định trong môi trường mẫu

* Không có chứa trong mẫu phân tích và tương đối để tìm

Menthol được sử dụng làm nội chuẩn (IS1) cho 9 amin thơm đâu tiên từ AI-A9 và

caffein (152) cho các amin thơm còn lại từ Al0-A20 Đặc trưng khối phổ và công

thức cấu tạo của 2 nội chuẩn này được trình bày trong hình IH.3.4.3

lon được chọn lọc lại cho 20 amin thơm và 2 nội chuẩn được trình bày trong bằng

IH.1.1.1.a

Trang 40

Luận văn tốt nghiệp

Bảng IHL.1.1.1 a Top được chọn lọc lại của 20 amin thơm và 2 nội chuẩn trong

+ Kỹ thuật SIM dùng xác định 20 amin thơm

So với kỹ thuật fullscan, kỹ thuật SIM thực hiện ở khoảng khối ngắn hơn, số ion được chọn cho quét khối ít hơn, tần số quét do vậy tăng lên gấp nhiều lần, chính

điều này làm tăng độ nhậy và làm giảm khả năng định tính cho kỹ thuật SIM Kỹ

thuật SIM đặc biệt thích hợp với việc phân tích các cấu phần có hàm lượng rất bé ở mức ppb, tuy nhiên đòi hỏi cột sử dụng có khả năng phân giải cao và đôi khi để

tăng độ tin cậy của việc định danh, người ta thường kết hợp với việc xác định tỉ lệ đồng vị Việc chọn ion cho kỹ thuật SIM tương tự như việc chọn lọc lại ion trong

fullscan nhưng số ion có thể nhiều hơn và khoảng khối vì thế rộng hơn Bảng

II.1.1.1.b trình bày số ion được sử dụng khi tiến hành theo SIM

Bảng IH.1.1.1.b lon được chọn của 20 min thơm và 2 nội chuẩn dùng trong SIM

Cấu tử | lon được chọn(m⁄2) | Cấu tử lon được chọn (m/z)

A2 127 ; 128 ; 129 A13 182; 197; 198

Luận văn tốt nghiệp Phần thực nghiệm

* Bé diéu nhiét: cd thang nhiét 20 - 95°C BO én định + 0,5,

* Hệ chưng cất hoàn lưu: dùng cho việc chiết mầu từ vải sợi

* Cột Extrelui 20: Bằng PE ,T1D : 3 cm ,L:15 cm

* Hệ thống cô đặc chân không (Roiavapor) : nhiệt sử dụng cao nhất 95 ° C,

tốc độ vòng quay 0 — 120 vòng / phút

*- Các dụng cụ khác:Dùng cho phần thực hiện phần ứng chuyển hóa , thu hồi

amin và chuẩn bị mẫu cho chạy máy

Hình các dụng cụ chính được trình bày trong phụ lục HL1.2.1

+ Hóa chất: hoá chất sử dụng loại tỉnh khiết phân tích bao gồm:

* Tert-butyl methyl ether , loại tình khiết phân tích của hảng Prolabo

* Chlorobenzen , loại tình khiết phân tích của hẳng Prolabo

* A#ethanol, loại tình khiết phân tích,dùng cho HPLC của háng Prolabo

Trang 42

Luận văn tốt nghiệp Phân thực nghiệm

* Sodium dithionit Na;S;O, loại tình khiết phân tích , của hãng Merck

+ Dung dịch NA;S:O, 20Ômg/ml : cân 20.000 g, định mức đến 100 mì

bằng nước cất, đậy kín , pha mới trước khi sử dụng

* Menthol , caffein (dùng làm nội chuẩn ) :Hàm lượng trên 99.5 % , của hãng BDH

+ Dung dịch nội chuẩn 2% trong methanol

Cân chính xác 2.000 g (tính trên lượng tỉnh khiết ) cho mỗi loại , hòa tan

và định mức trong bình 100 mì bằng methanol

+ Dung dịch nội chuẩn 200 ppm : Hút 1, Ö mi dụng dịch chuẩn 2% , định mức

trong binh 100 mi bing methanol

* Extrelut NT 20 : Loai bich , ela hang Merck

* 20 chuẩn amin mạch vòng : Của hãng Polyscience ( Mỹ) có hầm lượng từ 95

-99_ %, bảo quản trong tối ở nhiệt độ thấp đưới 0°

+ Dung dịch chuẩn 1200 ppm : Dung địch này được chuẩn bị riêng cho mỗi

loại bằng cách cân chính xác 0.1200g (tính trên lượng tỉnh khiết ) chuẩn

amin thơm, định mức ding binh 106 mi bing tert-butylmethyl ether Bao quần trong tối ở dưới 0° C, sử dụng được trong thời gian 6 tháng Để tránh ánh sáng trong quá trình làm việc các bình chứa dung dịch chuẩn ở tất cả

mọi mức nông độ nên được bọc kín bằng giấy nhôm

* Dung dich dém citrat pH=6 : Can 12.526 g acid citric + 6.320 g NaOH hoa

trong Lit nudc cat Chinh pH bang dung dich NaOH 0.2 N va dung dich acid citric 2 %

H2 Các nội dung khảo sát

Trong phần thực nghiệm này chúng tôi tiến hành trên hai nội dung chính là : + Khảo sát các thông số kỹ thuật liên quan đến hệ thống sắc ký khối phổ

+ Khảo sát phương pháp chuẩn bị mẫu cho quá trình phân tích sao cho thích

hợp để xác định 20 loại amin thơm dạng vị lượng

Luận văn tốt nghiệp Phân thực nghiệm

Trong nội dung về nghiên cứu thiết bị, chúng tôi sẽ tiến hành khảo sất các yếu tố liên quan để tìm ra các thông số đấp ứng được cho yêu cầu định danh và định lượng mà không đi vào mục tiêu tối ưu hóa triệt để hệ thống vì đây là một vấn

để lớn do bởi đặc điểm, số lượng của đối tượng phân tích cũng như môi trường

mẫu khá phức tạp

Đối với nội dung lấy mẫu và xử lý mẫu, chúng tôi tham kháo theo phương

pháp do Viện Bảo Vệ Người Tiêu Dùng và Thuốc Thú Y Liên Ban của Đức để ra

Hai nội dung nghiên cứu trên sẽ được trình bày trong phần tiếp theo sau

1H 2 1 Nghiên cứu các thông số kỹ thuật Hiên quan đến hệ thống sắc ký khối

phổ

Việc khảo sát các thông số kỹ thuật nhằm mục đích đạt được các yêu cầu sau:

-_ Độ phân giải cao thích hợp

-_ Thời gian phân tích rút ngắn

- Đáp ứng được độ nhạy và dé ổn định, đưa tới giới hạn phát hiện và

giới hạn định lượng phù hợp

Ba mục tiêu khảo sát nêu trên được để ra nhằm vừa đáp ứng yêu câu nghiêm ngặt về kết quá phân tích, vừa cố gắng giảm thiểu thời gian và các vật tư hóa chất

sử dụng để có thể phần tích số lượng lớn sản phẩm xuất nhập khẩu Vấn để đặt ra

không đơn giản do bởi mối quan hệ phức tạp và có biểu hiện đối nghịch của chúng

Ví dụ về mặt sắc ký, để tăng hệ số phần giải người ta có thể tăng chiêu đài cột phân tích, tăng chiều dày lớp phữn pha nh (rong điều kiện cố định của loại khí

mang, lưu lượng khí mang, các thông số nhiệt ) những lúc đó thời gian phân tích

sẽ kéo đài và độ nhạy sẽ giảm ổi tương ứng Hoặc để có được thời gian phân tích

rút ngắn, người ta có thể sử dụng cột có chiều đài ngấn, chiều dày lớp phim pha

tĩnh bé và đường kính cột nhỗ (< 0.lmm) những lúc này đòi hỏi một chỉ phí cho

việc trang bị cột cao hơn, hệ thống thu nhận và xử lý dữ liệu có tần suất cao hơn và

giới hạn phát biện cũng như độ ổn định có thể gidm di do việc giảm lượng mẫu

tiêm vào cột, nhất là đối với các detector nhạy vỆ khối

Trang 44

Luận văn tốt nghiệp Phan thực nghiệm

Việc khảo sát các thông số kỹ thuật cho thiết bị sắc ký - khối phố dùng phân

tích đông thời 20 amin thơm được tiến hành trên các bộ phận sau: cột sử dụng và

khí mang, chương trình nhiệt độ cho cột phân tích, hệ thống Injector, và các thông

số cho detector

IH.2.1.1 Cột sử dụng và khí mang

+ Do điều kiện trang bị hạn chế, việc khảo sát được tiến hành theo hai loại

SE 30 và SE 54 có các thông số kỹ thuật như sau: chiều dài L :30m ; đường kính

trong ID :0.25 mm ; chiều dây pha tĩnh 0.25 um Trong hai loại cột trên, SE 54 có

độ phân cực cao hơn do chứa 5% phenyl cho thấy một khả năng phân giải tốt hơn

cho amin thơm

+ khí mang sử dụng là Heli Loại khí này thích hợp nhất cho detector MS,

phần khảo sát sẽ tiến hành theo hai chế độ đẳng áp và đẳng dòng Khoảng khảo sát sẽ được tiến hành ở giá trị tối ưu tổng quát của hệ thống cột và khí mang như

sau: Áp suất từ 12-25 pS1I; lưu lượng từ 1.4-2.6 ml/phút

IH.2.1.2 Chương trình nhiệt cho cột phân tích

Các bước tăng nhiệt được khảo sát chủ yếu đáp ứng được độ phân giải cân

thiết cho định tính và định lượng Khác với kỹ thuật dùng nhiệt độ không đổi việc

sử dụng chương trình nhiệt độ cho cột giúp tăng cao được hiệu quả phân giải, phát

huy được ưu thế của injector PTV , ngoài ra còn có thể làm giảm khả năng phân

hủy của các amin trong quá trình rửa giải qua hệ thống sắc ký

IH.2.1.3 Hệ thống injector

Hệ thống injector được sử dụng có thể theo chế độ chia và không chia thông

thường, đồng thời có thể dùng như hệ thống PTV Việc khảo sát sẽ được tiến hành theo hai chế độ trên theo các thông số kỹ thuật của chúng nhằm tìm ra các thông

số phù hợp Việc khảo sát được tiến hành trên ba thông số :

+ Thời gian đuổi dung môi

+ Thời gian không chia dòng (trong giai đoạn chuyển mẫu vào cột )

Luận văn tốt nghiệp Phân thực nghiệm

+ Tốc độ tăng nhiệt độ (trong giải đoạn chuyển mẫu vào cội),

Cách tiến hành là thay đổi một thông số và giữ cố định hai thông số còn lại ở giá trị tốt nhất thu được trên chuỗi khảo sát,

HH.2.1.4 Thông số cho Detector,

Các thông số kỹ thuật cho đetector MS như thế ion hóa, cường độ dòng phát

electron, thế đặt cho các thấu kính ion và repeller cũng như các giá trị về nhiệt cho

interface và nguồn ion hay tốc độ quét và khoảng khối sẽ được khảo sát nhằm

đáp ứng được mức độ chuẩn hóa và giúp cho việc định danh dựa vào khối pho đạt

được độ chính xác cao , đây chính là phần thực hiện cho việc chuẩn hóa detector Tuy nhiên các thông số trên chỉ có thể được khảo sát trong khoảng giới hạn hẹp do

yêu cầu đặt ra trong việc vận hành máy

Sau khi đã hoàn tất phần kháo sát các yếu tế liên quan đến hệ thống sắc ký khối phổ và tìm ra được các thông số phù hợp cho việc phân tích , phần tiếp theo sẽ

là thực hiện việc khảo sát sự ổn định, các giá trị giới bạn phát hiện, giới hạn định

lượng và mối quan hệ tuyến tính của phương pháp

IH.2.2 Nghiên cứu phương pháp chuẩn bị mẫu cho quá trình phân (ích

Qui trình chuẩn bị mẫu được thực hiện theo sơ đồ trình bay trong hình HH.2.2

Đây là qui trình tổng quát được xây dựng dựa trên qui định về việc lấy mẫu, chuẩn

bị mẫu của Phương Pháp Phát Hiện Việc Sử Dụng Một Số phẩm Màu Azo Trên Mẫu Vai Hang Héa (Detection of the Use of Certain Azo Dyes from Textile Commodity Articles -82.02.2 ) va Phudng Pháp Phát Hiện Việc Sử Dụng Một Số

phẩm Mau Ázo Trên Mẫu Sợi Polyester (Detection of the Use of Certain Azo Dyes from Polyester Fibres-82.02.4 ) Trong qui trình này các qui định về quá trình

chuyển hóa được tiến hành theo đúng với yếu cầu đặt ra là dùng tác nhân khử là dung dịch Na;S;Ox¿ 200 mg/ml và môi trường chuyển hóa là dung dich dém citrat pH=6.0

Trang 46

Luận văn tốt nghiện Phân thực nghiệm

Hình HH.2.2 Sơ để quá trình chuẩn bị mẫu phân tích các amin thơm từ sản

Mẫu

¥ Phan loai vat fj

Thu hồi màu _——————ml Chuyểnhóa le Án chất

Trong bản luận văn này, mẫu được khảo sát là các sản phẩm da, giầy, vật liệu

polymer Các mẫu được chuẩn bị vì thế ở dạng hỗn hợp của nhiều loại vật liệu với

Trang 47

Luận văn tốt nghiện Phân thực nghiệm

nhiều mầu sắc khác nhau Do đó việc xây dựng qui trình chuẩn bị mẫu như trên là

sự kết hợp của hai yếu tố là : tuân thủ theo các qui định chung và qui định từ điều kiện thực tế của đối tượng phân tích Các giai đoạn cần khảo sát cho quá trình

chuẩn bị mẫu gồm có:

+ Giai đoạn lấy mẫu

+ Giai đoạn xử lý và thu hồi phẩm mau

+ Giai đoạn chuyển hóa

+ Giải đoạn thu hổi amin thom sinh ra

+ Giai đoạn lầm giàu bằng cô quay chân không

Các nội dung khảo sát cho từng giai đoạn được lần lượt trình bày sau đây:

KH.2.2.1 Lấy mẫu

Mẫu là sản phẩm hoàn chỉnh hay bán thành phẩm hoặc nguyên vật liệu cần

khảo sát sẽ được ký hiệu , mã hóa và được chụp ảnh xác định trạng thái màu sắc

Một số hình sản phẩm được trình bày trong hinh HI.2.2.1

Việc chuẩn bị mẫu bao gồm các giai đoạn xử lý thu hồi mầu, chuyển hóa

thành amin thơm, thu hồi amin thơm, làm giầu, chuẩn bị mẫu cho chạy máy GCMS

ĂH.2 2 2 Giai đoạn xử lý và thu hồi phẩm mau

Mẫu là loại kết hợp nhiều nguyên vật liệu khác nhau sẽ được phân loại và

được tách rời thành hai dạng chính là vải, sợi, và các vật liệu khác như polymer, da,

lông thú các loại này có màu khác mâu trắng, Mỗi loại sau đó được cân để xác định t lệ, Mỗi loại được cắt thành miếng có kích thước khoảng 0.5 x 0.5cm hoặc đoạn đài khoảng 0.5 cm đối với mẫu là đạng sợi Sau khi cắt xong mỗi loại được tron déu va dem cân, lượng cân mỗi loại sẽ được tính toán sao cho tổng lượng cân khoảng 2g chính xác đến 0.001g và tỉ lệ mà mỗi loại được đem chuẩn bị mẫu bằng với tÍ lệ của nó trong mẫu thật Nếu gọi m, và m; là lượng mẫu của mỗi loại được

cân thì: mẹ =m; + mạ # 2g và m¡/mạ= Mi/M¿: Với MI, M2 là lượng mẫu của mỗi

loại vật liệu có trên một đơn vị sản phẩm

Trang 48

Luận văn tốt nghiệp

Mẫu loại vải sợi được chiết thu hổi màu và amin thơm tự do (nếu có) , sử dụng hỗn

hợp dung môi Chlorobenzen hay Xylen và Methanol theo tỷ lệ 3:1 hệ thống chiết được trình bày trong phân phụ lục HL.1.2.1 Phan methanol cho thêm vào

Trang 50

Luận văn tốt nghiệp Phân Thực nghiệm

nhằm tác dụng làm giảm đi nhiệt độ sôi của dung môi và tăng khả năng hòa tan

cho một số dạng phẩm màu, lượng dung môi có thể thay đổi từ 40 ~ 50ml Thời

gian chiết hoàn lưu khoảng 20 phút ở nhiệt độ sôi của hỗn hợp dung môi, thời gian

có thể kéo đài hơn cho đến khi dung môi rơi xuống không còn màu Ngoài dung môi việc chiết mầu còn được khảo sát trên hai cách chiết khác nhau là:

+ Chiết treo đun hoàn ldu : Mẫu cần phân tích được chứa trong ống giấy lọc được

treo ngay đưới ống ngưng tụ, đụng môi được dun hoàn lưu và sau khi ngưng tụ sẽ

tơi vào ống chứa mẫu, màu sẽ được chiết theo đồng dung môi và hòa tan trong phan dung môi nằm trong bình cầu,

+ Chiết ngâm đun hoàn lưu: Mẫu cần phân tích được cho cũng với dụng môi vào

trong bình cầu , khi đun hoàn lưu mầu sẽ được chiết ra khỏi vật liệu

Hai phương pháp trên đều có những ưu khuyết điểm riêng Chiết treo được tiến

hành ôn hòa hơn nhưng mức độ đồng đêu kém hơn do dụng môi khó tiếp xúc được

tất cả phần vật liệu, người thực hiện phải tốn nhiều thời gian cho việc xoay trở để

cho việc chiết màu được hoàn toàn Phương pháp chiết ngâm thuận tiện hơn về

bước thực hiện, tuy nhiên việc chiết điễn ra ở nhiệt độ cao hơn và cường độ mạnh hơn , điều này có thể dẫn đến khả năng phân hủy phẩm màu và amin tự do nếu có

hoặc xây ra các quá trình chuyển hóa phức tạp khác

Phẩm màu sau khi chiết được thu hôi bằng cách đuổi dung môi nhờ thiết bị

chưng cất chân không ở 60°C Mẫu loại vật liệu khác thì được chuyển trực tiếp sang

giai đoạn chuyển hóa sau khi kết hợp với phần màu thu hồi của loại vật liệu và sợi

H.2.2.3 Giai đoạn chuyển hóa

Mẫu màu được thu trong giải đoạn HH.2.2.2 được hòa tan trổ lai bang mot it

MeOH (=2mÙ, phân vật liệu không phải qua giai đoạn chiết mầu nếu cần loại chất

béo sẽ được tiến hành rửa thu hồi armin thơm tự do bằng 20 mi methanol, dịch rửa

được trộn với dung dịch chiết của khâu thu hồi màu để đem đuổi dung môi Tiếp

theo mẫu được ngâm trong bể siêu âm với dung môi là n-hexan, ở nhiệt độ 40%

trong thời gian 20 phút, mẫu sau đó được làm khô và được cho trực tiếp vào bình

cùng với phẩm màu đã được thu hồi, Cho tiếp 17ml dung dịch đệm vào bình, lắc

Luận văn tốt nghiệp Phần Thực nghiệm

xác đến +1” C giữ trong thời gian 3Ó + 2 phút Sau đó ngay lập tức mở nắp bình

phan ứng, cho nhanh một thể tích thích hợp dung dich Sodium dithionit nồng độ 200 mg/ml chính xác đến + 0.1ml Đậy ngay bình phần ứng và tiếp tục giữ ở nhiệt độ

trên trong thời gian /bích hợp để phản ứng chuyển hóa xây ra Sau đó lấy ra để

nguội đến nhiệt độ phòng, giữ nút kín trong thời gian làm nguội Việc khảo sát sẻ

thực hiện trên ba thông số nhiệt độ phần ứng, lượng dung dịch khử được sử dụng

và thời gian thực hiện phản ứng

IIH1.2 2.4 Giai đoạn thu hổi amin thơm,

Việc thu hồi amin thơm (nếu có ) được tiến bành ding phương pháp chiết

lỏng - lỏng với cột Extrelut NT20 với khả năng giữ nước là 1g HạO / lg

Cho hết dụng dịch từ bình phần ứng vào cột chiết, cho dụng địch phần ứng chảy hết

vào cột, để dụng dịch ngấm vào cột 15 phút Sau đó rửa giải bằng lượng đụng môi

thích hợp là tert-butylmethyl ether, lượng dung môi này sẽ được khảo sát cụ thể để thu được kết quả thu hếi tốt nhất,

Thực hiện việc tráng rửa bình phản ứng bằng chính dung môi trên và cho toàn bộ vào cột chiết Hứng dịch rửa giải vào bình quả lê 100ml, dịch này phải trong suốt

và không cần làm khan Làm giàu mẫu bằng máy cô quay chân không ở nhiệt độ

40 0C đến khoảng 5-7 mỉ, chuyển dung dịch vào bình định mức 10 ml, tráng bình

quả lê bằng tert-butyl methyl ether, cho toàn bộ dịch trắng vào bình định mức và

tiếp theo thêm chính xác 1 ml ndi chudn 200 ppm , định mức bằng tert-butylmethy! ether , boc binh bing giấy nhôm

Việc xác định hiệu suất thu hồi sẽ được tiến hành trên mẫu thêm chuẩn của

20 amin thom kháo sát ở nồng độ trung bình đại diện cho đấy chuẩn

IH.2.2.5 Khảo sát giai đoạn làm giàu mẫu bằng cô quay chân không

Giai đoạn này được khảo sát nhằm xem xét ảnh hưởng của việc cô quay đến

hiệu suất thu hồi của 20 amin thơm Cách tiến bành là khảo sát song song hai mẫu

chuẩn trong đó một rnấu được làm giàu

Trang 52

Luận văn tốt nghiệp Phần Thục nghiệm

HH.2.2.6 Giải đoạn chuẩn bị mẫu cho chạy máy GC-MS

+ Đổi với mẫu phân tích:

Mau phan tich được tiềm vào máy lấy trực tiếp từ dung dich chuẩn bị ở phần HI.2.2.4 Mẫu chuẩn bị xong cần tiến hành chạy máy ngay nếu không phải được

giữ trong tủ lạnh sâudưới Ó° C, thời gian không quá 1 tuần

+ Đối với mẫu chuẩn:

Mẫu chuẩn khi sử dụng được pha loãng từ chuẩn gốc 1200 ppm thành đây

chuẩn có hàm lượng chung quanh giá trị quy định của mẫu và trong dung dịch

chuẩn cũng chứa một hàm lượng tương ứng của nội chuẩn, hàm lượng này giống

với mẫu phân tích.Việc pha day chuẩn được tiến hành như sau:

+ Chuẩn bị dung dịch địch chuẩn hỗn hợp trung gian có hàm lượng 60 ppm

bằng cách trộn chính xác 5ml dung dich chudn 1200 ppm cia mdi amin thom ,téng

cộng thể tích thu được là 100 ml Dung dịch này có thể sử dụng trong 30 ngày với

điều kiện bảo quản trong tối và dưới 0°C

+ Chuẩn bị dung dịch chuẩn làm việc có nồng độ 2.4; 48; 7.2; 9.6; 1240

ppm bằng cách hút lần lượt vào 5 bình định mức 50ml 2.0; 4.0 ; 6.0; 8.0; 10.0 mi dung dịch chuẩn trùng gian, thêm vào mỗi bình 5.0 mÌ đụng dịch nội chuẩn menthol

và caffein 200 ppm ,định mức đến vạch bằng tert-butylmethyl ether, dung dịch này được sử đụng trong tuần với điều kiện bảo quần trong tối ở nhiệt độ dưới 0 ° C,

IH.2.3 Tiến hành chạy máy

ïH.2 3.1.Thiết lập phương pháp

Máy GC-MS cần được thiết lập các thông số phù hợp cho việc phân tích bao gồm các thông số kỹ thuật cho hệ thống GC như chương trình nhiệt cho Injector,

chương trình khí mang, chương trình nhiệt cho cột và cho hỆ thống MS như : nhiệt -

độ cho interface (bộ phận kết nối giữa GC và MS) nhiệt cho buồng ion hóa, đồng

phát xạ e, điện thế cho hệ thống lăng kính ion và yếu tố quan trọng khác là độ chân không phù hợp Sau khi tất cả các thông số đã đạt yêu cầu, mẫu chuẩn và mẫu thật sẽ được tiêm vào máy dùng hệ thống tiêm mẫu tự động autosampler

2000 Kết quả thu được sẽ được tiến hành định tính và định lượng dựa vào phần mém Xcalibur

Luận văn tốt nghiện Phân Thực nghiệm

1H.2.3.2 Phương pháp định tính và định lượng,

+ Phương pháp định tính:

Việc định tính được tiến hành dựa trên bai thông số thời gian lưu và khối phổ,

ngoài ra các thông số phụ khác như : cửa sổ thời gian lưu, độ rộng cho việc khảo

sát peak, chiều cao tối thiểu, độ rộng tối thiểu giá trị làm phẳng peak cũng được

sử đụng nhằm giúp cho việc định danh đạt được kết quả tốt nhất

+ Phương pháp định lượng:

Việc định lượng được tiến hành đồng thời với việc định tính Phần mềm Xcalibur

cho phép xây dựng chương tình định lượng tự động theo phương pháp nội chuẩn

Trong luận văn này, phân định tính và định lượng tự động dùng phần mềm Xcalibur chi ding cho phan khảo sát đấy chuẩn và khảo sát độ ổn định trên fullscan thôi, các

phần khảo sát trên SIM và ñllscan khác được thực biện theo cách tính tay thông

Trong đó : Xai, CAic: Là nông độ của Ai trong dụng dịch mẫu và chuẩn (ppm)

SAim, Saic: Là diện tích peak của Ai trong sắc đồ mẫu và chuẩn(đvd0)

Sism , Sisc : Là diện tích peak của nội chuẩn tưởng ứng trong sắc đồ mẫu

và chudn (dvdt)

Giá trị nông độ của nội chuẩn trong mẫu và chuẩn giống nhau nên đã triệt tiêu

Trong việc định lượng tự động máy tính sẽ dựa vào đường chuẩn và giá trị

Saim / Sism dé tinh ra hàm lượng của mẫu

Trang 54

Detector khối phổ Voyayer được chuẩn hóa trước khi thực hiện phép phân

tích, cách tiến hành là tiêm chuẩn hỗn hợp gồm 20 cấu tử amin thơm và 2 nội

chuẩn là methanol và caffeine Việc xác nhận lại bằng cách so sánh phổ chuẩn trong thư viện và phổ thu được trong chạy mẫu chuẩn phải cho thấy mức độ tương

thích phù hợp cho việc xác định định tính (thông thường lớn hơn 80%),

Nguyên tắc chuẩn hóa dùng chuẩn PFTBA ,các thông số được khảo sát phải

được thiết lập sao cho độ giàu các ion của PETBA phải được nằm trong giá trị qui dinh theo bang H1.3.1.1 như sau:

Bảng HH.3.1.1 Độ giàu của các ion của chuẩn PFTBA tinh bang %, qui định trong chuẩn hóa detectorMS

thể được giảm đi

+ Thế đặt cho lăng kính ion lvà 2 theo thứ tự ảnh hướng mạnh đến ion nhỏ

và lớn, giá trị này tỉ lệ đến cường độ tín hiện của các ion

+ Độ phân giải khối thấp và khối cao cho phép thay đổi độ phân giải của ion

nhỏ và lớn giá trị này tỉ lệ thuận với độ phân giải và t lệ nghịch với cường độ tín hiệu của cdc ion

+ Nhiệt độ nguồn ion không ảnh hưởng nhiều đến độ phân giải và độ nhạy của hệ thống.Tuy nhiên nó phải được chọn ở giá trị phù hợp để tránh hiện tượng ngưng tụ mẫu trong nguồn ion, nhất là khi phân tích các hợp chất khó bay hơi, đồng

thời không làm hóa hơi pha tĩnh trong cột

Luận văn tốt nghiệp Phần Thực nghiệm

+ Nhiệt độ interface thường phải chọn cao hơn nhiệt độ nguồn lon nhiệt độ

này được chọn sao cho không làm bay hơi pha tĩnh vào nguồn ion nhưng phải bảo

đảm các cấu phần rửa giải được qua cột, Kết quả khảo sát nếu phù hợp thì khi phân tích mẫu, mức độ tương thích giữa phổ chuẩn trong thư viện và phổ thu được trên

mau sẽ cao Qua khảo sát chúng tôi đã thu được các thông số kỹ thuật cho

Đetector MS đáp ứng được yêu cầu trên, các thông số đó như sau: năng lượng ion

hóa :70 ev; thế lăng kính ion thứ nhất là 20 vị thế làng kính ion thứ hai Ja 120 vị thế của detector : 350V; đồng phái xạ điện tử : 120 HÀ; độ phân giải khối thấp: 12.5; độ phân giải khối cao: 12.5, nhiệt độ interface : 240°C; nhiệt độ nguồn lon

hóa: 210C

IH.3.2 Khảo sát độ phân giải của hệ thống đối với 29 loại amin thơm,

Để có thể xác định được đồng thời 20 loại amin thơm, vấn để độ phân giải cần phải được giải quyết trước tiên sao cho đủ cao để xác định về mặt định danh đồng thời cần báo đấm được khả năng định lượng tốt Việc khảo sát được tiến hãnh trên nhiều thông số khác nhau và được tiến hành theo sơ đồ sau:

Chọn cột —* chương trình — trình cho Injector

Quá trình khảo sát tương đối phức tap do bởi mối quan hệ tương hễ giữa các yếu tố

khảo sát Chúng tôi chọn phương án như tình bày trong sơ để trên với điểm xuất phát là chọn cột tiêu chuẩn trên hai loại pha tĩnh là SE 30 và SE 54 Việc khảo sát nhằm vào mục đích thu được độ phân giải Ở mức cao có thể chấp nhận được cho

việc định tính và định lượng mà thực tế là khảo sát độ phân giải của các cấu tử gần nhau nhất trong sắc đồ chứa 20 amin thơm được khảo sát

Trang 56

Ludn vdn t6t nghiép Phân Thực nghiệm

Chúng tôi đã tiến hành phân tích hỗn hợp chuẩn 18 amin thơm nồng độ

12.0ppm dùng cội phân tích SE 30 có L: 30m, ID: 0.25, Df: 0.25u4m và liner được

nhồi bông thủy tình đã silan hóa với các thông số kỹ thuật cho ở hình HH.3.2.1 sắc

đồ chung được trình bày trong hình HHI.3.2.2

Các thông số kỹ thuật trên thường xuyên được sử dụng trong các phương

pháp phân tích thông thường, đây là phương pháp phân tích không chia đồng

Chúng tôi nhận thấy rằng ba hợp chất là A18 (3,3'-Dichlorobenzidin), A19

( 4,4'-Diamino-3,3'—~ Dichlorodiphenylmethan) và A20 (3,3 '~ Dimethoxy

benzidin) có độ phân giải thấp, sắc đề phóng to được tình bày trong hình HH.3.2.3

Ba hợp chất khác là All (4,4 -oxydianmlin), A12 ( Benzidin) và Al3 (44 -

diamimodiphenylmethan) có độ phân giải khá hơn, tuy nhiên vẫn còn thấp, sắc ký

để phóng to được trình bày trong hình HH.3.2.4 Các hợp chất còn lại có độ phân giải khá tốt Do vậy việc khảo sát nhằm vào mục tiêu tăng độ phân giải của các

cấu tử nêu trên

Hình HH.3.2.1 Thông số kỹ thuật của hệ thống sắc ký trong giai đoạn khảo

Luận văn tốt nghiệp Phần Thực nghiệm

Luận văn tối nghiệp Phân Thực nghiệm

Nguyên tắc khảo sát là thực hiện chuỗi nối tiếp các thí nghiệm, thông số thích

hợp trong thí nghiệm trước sẽ được giữ lại cho thí nghiệm tiếp theo Trong phần trình bày, thông số được khảo sái sẽ được nêu lên và các thông số không để cặp

đến là các thông số được giữ nguyên Theo nguyên tắc khảo sát trên chúng tôi tiếp tục thực hiên thí nghiệm với cột SE 54 kết quả vẫn không được cải thiện nhiều lắm

Chúng tôi quyết định sử đụng chương trình nhiệt cho hai bộ phận là cột va injector

Đo độ phân giải của các auun ở thời gian đầu khá cao nên chương trình nhiệt

được chia làm nhiều bước với tốc độ tăng nhiệt cao ở giai đoạn đầu và giảm dân

vé sau, cu thé như sau:

+ Nhiệt độ đầu 35 ° giữ trong 3 phút

+ Bước tăng nhiệt thứ nhất: tốc độ 12 °/phút đến 12 9°

+ Bước tăng nhiệt thứ hai : tốc độ 6 "/phút đến 200 °

+ Bước tăng nhiệt thứ ba tốc độ 4 °/phút đến 265 °, giữ trong 5 phút

Đối với injector chương trình được thiết lập như sau:

+ Nhiệt độ đầu 35 ° -giữ trong 0.4 phút (giai đoạn tiêm mẫu)

+ Bước tăng nhiệt thứ nhất: tốc độ 0.5 ”/giây đến 40° giữ trong 0.4 phút (giai đoạn đuổi dung môi)

+ Bước tăng nhiệt thứ hai : tốc độ 15°/giây đến 270 ° giữ trong 35 phút (giai

đoạn chuyển mẫu vào cột

Sau đó nhiệt độ injector hạ thấp trở lại nhiệt độ đầu

Chế độ làm việc của van chia đòng nhữ sau:

+ Thời gian chia dòng 0.96 phút ( bằng tổng thời gian đuổi dung môi) theo tỉ

số chia 50: Í

+ Thời gian không chia dòng l.5 phút sau đố trở lại chế độ chia đòng theo tÍ

lệ 50:1 giữ 5 phút và thay đổi tỉ số chia còn 20:1 để tiết kiện khí mang,

Dung địch chuẩn được chuẩn bị lại gồm 20 amin thơm có nồng độ 12.0 ppm và hai nội chuẩn có nồng độ 20 ppm

Với các thông số trên kết quả cho thấy tốt hơn , tuy nhiên hai peak A18 vàA19

vẫn chưa đạt yêu câu về mặt phân giải Sắc ký đổ được trình bày trong phụ lục

IH.3.2.1.(sắc đồ khảo sát sự thay đổi của áp suất đầu cột áp dung 3 15 psi)

Trang 60

Luận văn tốt nghiệp Phan Thực nghiệm

Quá trình khảo sát được tiếp tục thực hiện thông qua việc thay đổi áp lực đầu

cột theo các giá trị sau: 12, 18, 21, 25 psi Kết quả thu được cho thấy độ phân giải tăng hơn kể cả hai peak Al§ và A19 ở ấp lực cao 2l và 25 psi Sắc để khảo sát được trình bày trong phụ lục HI.3.2.1 (phần khảo sát áp suất)

Việc tiếp tục tăng áp lực sẽ dẫn đến khả năng làm giấm độ phân giải của các cấu tử được rửa giải sớm Dovậy, việc khảo sát được tiếp tục thực hiện theo chế độ

dòng khí mang không đổi cụ thể theo các giá trị sau: 1.4; 1.7, 2.0; 2.3; 2.6 ml/phút,

trong chế độ này, áp lực đầu cột sẽ thay đổi từ thấp đến cao theo thời gian Kết quả

khảo sát cho thấy độ phân giải tốt nhất nằm ở giá trị lưu lượng 2.0-2.6 ml/phút Sắc

để khảo sát được trình bày trong phụ lục HI.3.2.1 (phần khảo sát lưu lượng)

Từ đây chọn hœm lượng khí mang là 2.0 ml/phút chúng tôi tiếp tục khảo sat

các thông số thời gian đuổi dung môi theo các giá trị thời gian giữ ở nhiệt độ cuối của giai đoạn đuổi dụng môi , cụ thể là :0.6; 1.0; 1.4; 1.8; 2.0 phút, kết quả cho thấy không có ảnh hưởng của độ phân giải theo các giá trị thời gian này

Một cách tương tự, hai thông số thời gian không chia ding 6 cdc gid tri 0.5 ; 1.0, 1.5; 2.0; 3.0 và tốc độ tăng nhiệt độ ở các giá trị 6 ; 8; 10 ; 12 ; 15 °/giây cùng

lần lượt được khảo sát , kết quả độ phân giải vẫn không thay đổi Sắc để của việc

khảo sát các thông số trên được trình bày trong phụ lục HI.3.2.1,(hông số injector)

Thông số cuối cùng được tiến hành khảo sát là thể tích mẫu tiêm, thể tích

tiêm nhỏ cho độ phân giải cao hơn tay nhiên độ nhạy sẽ kém hơn , thể tích tiêm sau cùng được chọn cho phương pháp phan tich 1a 3 jul

Với kết quả khảo sát toàn bộ các thông số đã được để ra , theo các thông số thu được chúng tôi phân tích lại dung dịch chuẩn kết quả cho thấy khá tốt chấp nhận được cho việc phân tích 20 amin đã đề ra

Sắc đồ chung được trình bày trong hình HI.3.2.5 Độ phân giải của 6 cấu tử có

độ phân giải kém trong giai đoạn khảo sát ban đầu đã được tăng lên, sắc đỗ phóng

to lần lượt được trình bày trong hình HH.3.2.6 và hình HI3.2.7 Các thông số kỹ

thuật được trình bày trong hình HHH,3.2.5

Luan van tốt nghiệp Phân Thực nghiệm

Hình EH.3.2.6 Sắc ký đã pháng to của amin A18, A19, A20 sau khi thiết lập các thông số kỹ thuật mới

Hình HIL.3.2.6 Sde ky dé phéng to cia amin All , Al2, Al3 sau khi thiét lap cdc

thông số kỹ thuật mới

Luận văn tốt nghiệp Phân Thực nghiệm

Hình IH.3.2.8 Thông số kỹ thuật thu được sau khảo sót

Bảng HH.3.2.1.a Độ phân giải so sánh cho hai trường hợp trước và sau khảo sát

các thông số của hệ thống sắc ký trên dung dịch chuẩn nông độ 2.4 ppm

Độ rộng | Thời gian Độ phân Độ rộng Thời gian | Độ phân