Kết quả và biện luận xác định hợp chất Amin thơm phát sinh từ vật liệu được nhuộm màu Azo

Kết quả và biện luận xác định hợp chất Amin thơm phát sinh từ vật liệu được nhuộm màu Azo

PHANIV - BANLUANKET QUA

1V.1 Bàn luận về việc nhận mẫu và mã hóa,

Đây là phần phụ nhưng cũng không kém phân quan trọng cho việc quản lý

chất lượng sản phẩm, Đây là một hoạt động có tính tỉ mỹ và chặt chế thể hiện tính

khoa học trong quần lý Việc mã hóa kết hợp với chụp ảnh sẽ hạn chế đến mức

thấp nhất những nhầm lẫn có thể dẫn đến tranh cãi trên sản phẩm được kiểm tra Bằng cách này, người ta có thể phân biệt rõ rằng màu sắc, cường độ, kích cỡ, kiểu dáng tránh cho việc mô tả đài dòng kém chính xác,

IV.2.Bàn luận về khả năng định tính của 20 amin thơm,

Khả năng định danh 20 amin thơm phụ thuộc trước tiên vào độ phân giải về

mặt sắc ký và sau đó là giới hạn phát hiện của chúng

Qua kết quả khảo sát chúng tôi xin lần lượt bàn luận đến các yếu tố ảnh đến

độ phân giải về mặt sắc ký trong đó bao gồm;

a Kỹ thuật sử dụng chương trình hóa nhiệt độ buồng tiêm (PTV)

Đây là kỹ thuật tương đối mới trong hệ thống sắc ký khí Nhằm để đạt được khá năng phân giải cao phù hợp nhất chúng tôi đã khảo sát nhiều thông số chung bao gồm :

Thời gian đuổi dung môi

Ấp lực trong các giai đoạn chuyển mẫu vào cột

Tốc độ tăng nhiệt độ trong giải đoạn chuyển mẫu vào cột

Thời gian không chia dòng

Bên cạnh đó việc nhỏi bông thủy tỉnh vào trong liner cũng gây ra một hiệu

ứng tốt trong việc phân tích Bông thủy tỉnh được silan hóa đóng vai trò cột đệm, có

thể giữ được các phần tử trong mẫu ở lại trong liner tốt hơn khi dung môi được đuổi

khỏi đầu dưới của hệ thống tiêm mẫu ở 40°C nhờ dòng khí mang theo ngõ chia của injector.Việc này giúp cho phần thể tích hơi chứa các cấu tử cần phần tích được sinh ra trong giai đoạn tăng nhiệt đi vào cột ít hơn, làm giảm đáng kể độ giãn rộng peak trong injector Dung dich mẫu được tiêm vào injector trong trường hợp nhiệt

độ thấp sẽ ổn định hơn, tránh được hiện tượng phân biệt đối xử, đây là hiện tượng

thường xây ra trong các hệ thống sắc ký thông thường Việc tăng nhiệt độ đuổi dung môi lên đến 40 °C giúp cho quá trình đuổi dung môi được triệt để hơn Thời

gian đã được chúng tôi khảo sát ở giá trị là 0.6-2.0 phút Trên thực tế hầu như

không ảnh hưởng đến độ phân giải cũng như độ nhạy của các cấu tử trong quá trình

phân tích

Luận văn tốt nghiệp Phần bàn luận

Kết quả khảo sát cho thấy không có sự thay đổi về giá trị độ phân giải cũng như độ nhạy khi thay đổi thời gian đuổi dung môi nêu trên, sắc ký đổ minh họa

được trình bày trong phụ lục III.3.2.1

Độ giãn rộng của peak trong phương pháp sắc ký ø¿¿¡ là giá trị tong

cộng của các độ giãn rộng trên từng bộ phận của hệ thống sắc ký, được biểu

dién theo công thức sau:

Ø toại TƠ ini +O col + D conect + O det + G ele

trong đó ca :d6 gian réng qua cột

©conec : độ giãn rộng qua hệ thống ống nối

Gd : đỘ giãn rộng trong detector

Sele : độ giãn rộng do hệ thống điện từ

Ơn, : đỘ giãn rộng trong hệ thống injector

Giá trị Ø¡¡ là đặc trưng nổi bậc của việc sử dụng injector dạng PTV với chế độ

đuổi dung môi Kỹ thuật này sẽ làm giảm giá trị Gin, » lam tăng khả năng phân

giải của hệ thống

Ngoài ra việc áp đặt một giá trị áp suất tại đầu cột khác nhau và áp đặt một tốc độ tăng nhiệt độ khác nhau trong giai đoạn chuyển mẫu vào cột cũng có thể

ảnh hưởng đến ơ¡¡ Tuy nhiên trong trường hợp khảo sát của chúng tôi, khi thay đổi tốc độ tăng nhiệt cho injector, thay đổi thời gian đuổi dung môi, thay đổi thời gian không chia dòng, kết quả cho thấy không có ảnh hưởng gì đến độ phân giải cũng như độ nhậy

Điều này có thể giải thích nhờ vào việc thiết lập chương trình nhiệt với nhiệt

độ đầu thấp 35-40° (thực tế 35°C) Với nhiệt độ đầu thấp như thế, phần đầu cột đóng vai trò như là một bẫy lưu giữ toàn bộ các phần tử dude injector dua

vào, và thời gian giữ ở nhiệt độ này đủ dài để các phần tử mẫu sắp xếp và ổn

định lại ở đầu cột Sau đó các phần tử này sẽ được rửa giải qua cột khi chương

trình nhiệt cho cột bắt đầu hoạt động Như vậy dù các thông số như tốc độ tăng

nhiệt của injector, thời gian đuổi dung môi dù có thay đổi nhiều đi nữa thì vẫn không ảnh hưởng gì đến độ phân giải

Điều này mở ra một hướng sử dụng các loại injector thông thường

(split/splitless) theo chế độ của PTV là có thể thực hiện được và như thế giảm

thấp đi rất nhiều giới hạn phát hiện cho hệ thống sắc ký khí

Chúng tôi đã tiến hành phân tích bằng cách thiết lập các thông số mà injector

chia dòng và không chia dòng có thể thực hiện được , với tốc độ tăng nhiệt cho

giai đoạn chuyển mẫu vào cột là 0.8/giây (Tốc độ trung bình từ 0.5-1.0/giây),

Trang 93

thời gian không chia dòng là 8 phút,các thông số còn lại giữ không đổi so với phương pháp phân tích đã thiết lập cho PTV Chúng tôi tiến hành phân tích trên

hai phương pháp cho cùng một mẫu chuẩn Kết quả cho thấy độ phân giải các peak đầu trong phương pháp PTV cao hơn một ít , nhưng các peak rửa giải sau

thì có kết quả ngược lại và điểm đáng chú ý là độ nhạy của các cấu tử rửa giải sau khi dùng PTV lại kém hơn phương pháp theo chia/không chia dòng Điều này cho thấy việc tăng nhiệt nhanh đã làm phân hủy một phần các hợp chất

amin thơm, và như thế khả năng làm tăng độ nhậy cho các hệ thống sắc ký với

loại injector thông thường là có thể thực hiện được Kết quả phân tích được trình

bày trong phần phụ lục IV.2.I

Trở lại với độ phân giải khi so sánh giữa loại injector chia/không chia dòng

thông thường (không theo chế độ đuổi dung mdi) va PTV , thì khi áp dụng theo

chế độ không chia dòng kết quả cho thấy kém hơn so với kỹ thuật PTV (hình minh họa trong phần phu luc IV.2.2.)

Ngoài ra với PTV dạng peak phân bố cân đối hơn và hệ số giãn đuôi cũng

nhỏ hơn Điều này có thể nhận thấy thông qua giá tri oj, của hai trường hợp sử dung 6;,; cua phương pháp không chia lớn hơn so với ơ„¡ của phương pháp sử dung PTV, nhất là khi tiêm mẫu với thể tích lớn (> 10H] )

Nhìn chung thiết lập được một hệ thống phân giải cao, sẽ nâng cao được

hiệu quả phân tích không chỉ riêng về mặt định tính mà còn cho cả mặt định

lượng nữa nhất là trong những trường hợp mẫu phức tạp

Bên cạnh độ phân giải, sự ổn định của giá trị thời gian lưu cũng là yếu tố

quan trọng trong việc định danh Qua kết quả thực hiện được chúng tôi nhận

thấy rằng các giá trị này có độ ổn định rất cao (sai lệch tuyệt đối< 0.04 phút) và

có giá trị hỗ trợ rất lớn cho việc định tính bên cạnh thông số khối phổ.Tuy vậy nếu chỉ dựa vào thời gian lưu không thôi thì đôi khi sẽ dẫn đến những nhầm lẫn

do sự trùng lập về giá trị này Cụ thể qua thực tế phân tích 20 min thơm , chúng

tôi đã tìm thấy có sự trùng lập về thời gian lưu của một số amin thơm với một số

cấu tử khác , sắc ký đổ cho thấy trong phụ lục (IV.2.3.), nhưng việc sử dụng detector khối phổ đã giúp chúng tôi nhận ra điểu này khá dễ dàng Ngoài ra

detector này còn giúp phát hiện thêm những amin thơm khác có hàm lượng lớn

và ở tần suất cao trong mẫu phân tích

IV 3 Bàn luận về khả năng định lượng 20 amin thơm

Một lợi điểm khác cho thấy từ kết quả khảo sát khi dùng kỹ thuật PTV là

Luận văn tốt nghiệp Phần bàn luận

ngay cả trong trường hợp sử dụng detector khối phổ chỉ dùng với chế độ fullscan chúng ta cũng đã có thể xác định được hàm lượng các cấu tử ở mức vài ppm

Còn trong trường hợp dùng fullscan có chọn lọc lại khối mà từ kết quả cho thấy

trong phần thực nghiệm , chúng tôi đã tính ra các giá trị giới hạn phát hiện cũng

như giới hạn định lượng của 20 amin thơm còn thấp hơn nhiều Các kết quả cụ

thể được trình bày trong bảng IV.3a và IV.3b

Bang IV 3a

Giá trị giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của 20 amin thơm dàng kỳ

thuật fillscan có chọn lọc lại khối phổ

(Dùng chuẩn nông độ 2.4 ppm-tinh trên mẫu có lượng cân 2 gam định mức

10m)

(LOD)ppm_ | (LOQ)ppm

A9 151.5-152.5 1457 0.02 0.08 —

A10 168.5-169.5 7265 0.01 002 —— All 199,5-200.5 575 0.06 021 |

A12 197.5-198.5 860 0.04 014 | A14 105.5-106.5 1430 0.02 008 —

Al5 225.5-226.5 953 0.04 013 |

A17 183.5-184.5 172 0.21 07 | Al8 | 251.5-252.5 483 0.07 025 _| Al9 | 230.5-231.5 466 0.08 0.26 —

A20 | 243.5-244.5 502 0.07 0.24 —)

Bang IV 3h

Giá trị giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của 20 amin thơm dùng kỹ thuật SIM có chọn lọc lại khối phế

(Dùng chuẩn nông độ 0.24 ppm-tính trên mẫu có lượng cân 2 gam định mức

1Ômi)

Với kết quả giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng trên, chúng tôi thấy rằng đó chưa phải là giá trị thấp nhất có thể đại được do bởi thể tích tiêm vào hệ

thống PTV chỉ ở mức thấp 3ul Chúng ta có thể tăng thể tích mẫu tiên lên nữa, tuy

nhiên thực tế thí nghiệm không cần thiết, hơn nữa do việc tăng thể tích tiềm nếu

mẫu không được chuẩn bị sạch diéu nay đồng nghĩa với đưa lượng tạp chất lớn vào

Luận văn tốt nghiệp

trong cột, làm giảm tuổi thọ của cột và có thể

chiều hướng xấu đi

Phần bàn luận

dẫn đến độ phân giải thay đổi theo Như thế có thể nói rằng giới hạn định lượng của phương pháp tính trên mẫu

đem phân tích 20 amin thơm nằm trong khoảng từ 0.02-0.78 ppm (lấy giá trị định

lượng tương ứng là 10 S/N) đối với fullcan và 0.002-0.025 ppm đối với SIM

Cầu tử nhạy nhất trong hỗn hợp là 2-napthalenamin và 4-aminobiphenyl va

hai cấu tử kém nhạy nhất do kém bền là 2,4-diaminoanisol va 4,4’-thiodianilin

Với kết quả này thì khả năng hòa trộn nhiều mẫu thật thành một mẫu phân

tích là hoàn toàn có thể thực hiện được Việc này mang lại hiệu quả đáng kể nếu

trong trường hợp thực hiện số lượng mẫu lớn, nhất là mẫu nguyên liệu

IV.4 Bàn luận về mức độ lập lại

+ Bàn luận về độ lập lại trong dãy chuẩn của phươg pháp SIM và Fullscan

Giá trị đáp ứng R trên hai phương pháp SIM và Fullscan cho thấy mức độ gần như

tương đương (fullscan có độ ổn định cao hơn một ít ) thể hiện bởi giá trị RSD trên

từng cấu tử Tất cả các giá trị RSD đều nhỏ hơn 7, trong đó 90% nhỏ hơn 5 % Giá

trị này thực tế đáp ứng được các yêu cầu định lượng trong phân tích vi lượng bằng phương pháp sắc ký khí

+ Bàn luận về độ ổn định trong toàn bộ phương pháp thứ

Dựa trên kết quả thực tế thu được cho bảng III 4.5.3 (phần khảo sát mẫu hỗn hợp chứa azo làm phát sinh 8 hợp chất amin thơm ), chúng tôi tính được kết quảđược

trình bày trong bang IV.4.1

Bảng IV.4.1.Kết quả khảo sát độ ổn định trên mẫu thật với cá gid tri kế! quả từng mẫu, giá trị trung bình, độ lệch chuẩn S và sai số e tính theo xác suất 95%

Kết quả 5 | Kết quả 6 | Kết quả 7 | Kết quả S £(95%)

trung bình

aminobipheny])

A12 (benzidin) 633.038 | 654.093 | 654.273 647 12.208 30

Trang 97

Al6 (3,3’-

dimethyl

benzidin)

A20 (3,3’-

dimethoxy

benzidin)

A7 (2,4-

diaminoanisol)

0.104 0.426 0.867 0.47 0.383 0.95

(*).KPH: không phát hiện

Kết quả của amin A7, do nồng độ gần ở giá tri LOD nên có độ ổn định kém chỉ

được dùng như giá trị tham khảo

Chúng tôi nhận thấy rằng kết quả trên đây ở mức sai số có thể chấp nhận được do

bởi đặc thù của mẫu phân tích là không có độ đồng nhất cao ( mẫu vật liệu da thuộc) và khâu lấy cắt mẫu khó có thể đạt được mức độ đồng nhất tuyệt đối

Đối với trường hợp khảo sát toàn diện trên 20 amin thơm bằng phương pháp thêm chuẩn, kết quả phần trăm sai số cho trong bảng IV.2

Bảng IV.4.2 Kế? quả độ lập lại của 20 amin thơm trên mẫu thêm

Amin thơm Giá trị trung Sai sé e( ppm) | % sai số tính trên

kuận văn tốt nghiệp Phần ban luận

So với kết quá khảo sát trên mẫu có phát sinh amin thơm , chúng tôi thấy phân trăm sai số đối với mẫu thêm của 20 amin thơm thấp hơn Điều này cho thấy rằng

sự đồng nhất trong kỹ thuật nhuộm màu và mức độ đồng nhất của vật liệu sẽ ảnh

hưởng rất lớn đến kết quả phân tích Do đó đối với những mẫu có hàm lượng amin thơm ở lân cận giá trị cho phép cần thiết phải được kiểm tra lặp lại nhiều lần để có thể kết luận đúng đắn vì nó ánh hưởng đến trị giá của sản phẩm cũng như lô bàng

Về mức độ ổn định của kết quả định lượng trên mẫu phân tích được tỉnh toán từ kết quả đo lặp lại được trình bày trong bắng trên, ở các mức nồng độ khác nhau từ

thấp đến cao cho thấy sai số nằm trong giá trị chấp nhận được

Do điều kiện không thể có mẫu chứa đầy đủ hết 20 amin thơm nên việc tiến hành khảo sát cho toàn bộ không thể thực hiện Tuy nhiên trong quá trình thực hiện mẫu thật trên các đối tượng có phát sinh amin thơm chúng tôi cũng đã tiến hành

song song để xác định sai số của kết quả thu được

IV.5 Bàn luận về mức độ tuyến tính của dãy chuẩn 20 amin thơm

Được thực hiện trong khoảng nồng độ thay đổi từ 2,4 ~ 12ppm Đây thực sự

không phải là khoảng rộng của phương pháp sắc ký Tuy nhiên kết quả cho thấy

hầu hết các cấu tử đều thể hiện mối tương quan theo ham bac hai y=ax 74bx 161

hơn(hệ số tương quan cao hơn) hàm bậc Ì y=ax Giá trị Cụ thể cho thấy trong bảng

TV 5.1

Bảng IV.5S.1, Kết quả hệ số a,b của hàm bậc 2 và hiệu suất hồi qui R^2

hiệu

Trang 99

methan

dipheny] methan

diphenylmethan

A20 | 3,3’-Dimethoxy benzidin 1.587 7.779 0.9989

Dựa vào kết quả khảo sát nhiều lần lặp lại, chúng tôi thấy rằng mối tương quan theo hàm bậc hai thể hiện rõ theo thứ tự từ thấp đến cao như trong bảng IV.5.2

Bang IV.5.2 Ti s6 a/b của phương trình hồi qui

Luận văn tốt nghiệp Phần bàn luận

| 4,4’-Diamino-3,3’-dichlorodiphenyl methan Al9 0.075

4,4'-IDimino-3,3°-đdimethyl diphenyimetan Al5 0.106

| 3,3’-Dimethoxy benzidin A20 0.204

_4,4'- Oxydianilin Al4 0.509

Với tỉ số a/b càng thấp mức độ tương quan theo hàm bậc 1 càng cao

Để xét lại đặt trưng tuyến tính này chúng tôi đã thực hiện dãy chuẩn chứa bốn

cấu tử là : naphthalene, diethylphthalat, dibutylphthalat va docosan, sau đó chạy

trên cùng phương pháp phân tích của amin thơm Đường chuẩn thu được cho thấy

trong hình IH.3.4.2 Kết quả cho thấy các hợp chất trên thể hiện mối quan hệ tuyến

tính bậc 1 khá tốt với tỉ lệ a/b của hàm bậc 2 như sau:

Cấu tử a/h 'Naphthalen '-0/002 DEP 0.015 DBP 0.0008

Như vậy vấn để làm thay đổi mối quan hệ tuyến tính bậc nhất trong hệ thống cần

được xem xét bàn luận

Chúng tôi thấy rằng khi sử dụng hệ thống tiêm mẫu PTV có sử dụng đệm bông

thủy tỉnh cho liner khả năng tương tác với bông thủy tính được sHan hóa để chuyển thành hợp chất bên vững và được giữ lại trên liner cé thể xảy ra Tuy nhiên khi khảo sát dùng liner không chứa bông thủy tỉnh kết quả vẫn xảy ra tương tự Điều

Trang 101