CÁC LOẠI DETECTOR của SK KHÍ

• Điều kiện: bền với nhiệt và dễ bay hơi • Đối với các chất không bền với nhiệt, kém bay hơi hoặc hợp chất ion, cần phải biến đổi các hợp chất trên thành các dẫn xuất có tính bay hơi m

Trang 1

1

Trang 2

KÍNH CHÀO CÔ VÀ CÁC BẠN

2

Trang 3

CHỦ ĐỀ : CÁC LOẠI DETECTOR

CỦA SẮC KÍ KHÍ

3

Trang 5

GIỚI THIỆU VỀ SẮC KÍ KHÍ

• Phương pháp phân tích các chất dựa vào sự

phân bố khác nhau giữa pha động và pha tĩnh.

• Pha động là 1 khí trơ như Heli, Nitơ,Hiđro…

• Pha tĩnh chứa trong cột là 1 chất rắn hay

chất lỏng phủ trên bề mặt chất mang trơ dạng rắn hay phủ đều lên thành phía trong cột

5

Trang 6

• Về ứng dụng: kiểm tra độ tinh khiết hoặc tách

các thành phần khác nhau của hỗn hợp mẫu.

• Điều kiện: bền với nhiệt và dễ bay hơi

• Đối với các chất không bền với nhiệt, kém bay

hơi hoặc hợp chất ion, cần phải biến đổi các hợp chất trên thành các dẫn xuất có tính bay hơi mới

có thể phân tích bằng sắc kí khí

6

Trang 7

7

Trang 8

8

Trang 9

GIỚI THIỆU VỀ DETECTOR

9

NHIỆM VỤ :

Theo dõi khí mang lúc nó đi ra khỏi cột và ghi nhận tín hiệu khi có sự thay đổi trong thành phần hóa học của khí mang.

Trang 10

10

Trang 11

I DETECTOR KHỐI PHỔ ( MS : MASS SPECTROMETRY)

SỰ ION HÓA

1

CÁC BỘ PHẬN PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG

Trang 12

12

Trang 13

13

Trang 14

1 SỰ ION HÓA MẪU:

- Sự ion hóa là một quá trình phân tử tích điện

- Phân tử tích điện được đo bằng một khối phổ kế

14

Trang 15

1 SỰ ION HÓA MẪU:

15

Trang 16

1.1 ION HÓA TIA ĐIỆN (ESI):

 Dung dịch rửa giải được phun vào

buồng ion với sự hiện diện của trường tĩnh điện và khí khô nóng.

 Khi được đun nóng sẽ làm cho dung

môi hóa thành những giọt hơi.

 Nhờ lực đẩy tĩnh điện mà ion được

chuyển thành thể khí và đi vào bộ phân tích khối.

16

Trang 17

 Nhiệt hóa hơi chất lỏng

kết quả dung môi khí được ion hóa bởi sự điện hóa bằng cách các electron thoát ra.

1.2 ION HÓA HÓA HỌC TẠI ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN (APCI):

17

Trang 18

1.3 ION HÓA PHOTON TẠI ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN (APPI):

- Một đèn UV được đặt vào để phóng điện tạo ra các photon trong phạm

vi hẹp của nguồn năng lượng ion hóa

18

Trang 19

2 CÁC BỘ PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG:

- Bộ phân tích sẽ làm các ion lệch hướng di chuyển qua một ống được uốn cong trong từ trường dựa vào động năng của ion, các ion được xác định bởi khối lượng, điện tích và vận tốc.

- Từ trường đước quét để đo các ion khác nhau này

- Các bộ phân tích khối lượng:

+Tứ cực + Bẩy ion +Thời gian bay

19

Trang 20

 Bộ phân tích tứ cực: một bộ

lọc khối tứ cực bao gồm 4 thanh kim loại.

- Ứng với 1 thế DC và AC cho trước, chỉ có các ion có tỉ lệ M/z tương ứng mới có thể di chuyển đến detetor và được nhận biết

Các ion khác sẽ bay ra khỏi quỹ đạo ban đầu của chúng

20

Trang 21

 Bẩy ion: sử dụng để

tách các ion theo M/z

- Điện trường trong hộp

do các điện cực ion gây

ra, các ion có M/z nhất định sẽ đi vào không gian quỹ đạo

21

Trang 22

- Thời gian bay: các ion được tách ra riêng biệt theo thời gian dựa vào động năng và vận tốc mà không cần sử dụng điện trường hay từ trường

22

Trang 23

Đầu dò các ion của mẫu:

-Một dòng điện nhỏ được sản xuất

ra khi ion đi qua đầu dò.

-Máy dò khuếch đại các tín hiệu sau đó truyền đến hệ thống dữ liệu bằng một peak trên phổ khối.

-Đồ thị biểu diễn khả năng ion được tách theo tỉ lệ M/z.

23

Trang 24

Ví dụ

24

Trang 25

3 Ứng dụng:

 Hooc môn kích thích tăng trưởng.

 Xác định các loại Vitamin.

 Phân tích dự lượng các loại thuốc kháng sinh.

 Dư lượng thuốc trừ sâu nhóm Cabamate…

 Có thể xác định các hợp chất chưa biết bằng cách dựa

vào khối lượng và thành phần các nguyên tố trong hợp chất đó.

 Xác định cấu trúc đồng vị của các nguyên tố trong hợp

chất.

25

Trang 26

4 Ưu điểm và nhược điểm :

- Độ nhạy cao

- Giới hạn phát hiện cao

- Độ phân giải cao

- Thời gian phân tích nhanh

- Độ đặc hiệu cao do tính phân mảnh riêng biệt của các ion

- Có thể định lượng đồng thời các chất có thời gian lưu giống nhau

- Chỉ hoạt động trong các điều kiện sau: + Áp suất thấp

+ Nhiệt độ cao + Các chất khảo sát phải ở thể khí + Vận tốc dòng chảy nhỏ (

- Giới hạn phát hiện cao

- Độ phân giải cao

- Thời gian phân tích nhanh

- Độ đặc hiệu cao do tính phân mảnh riêng biệt của các ion

- Có thể định lượng đồng thời các chất có thời gian lưu giống nhau

26

Trang 27

II DETECTOR ION HÓA NGỌN LỬA

( FID:Flame ionization detector)

- Tạo dòng điện giữa hai cực, dòng điện đi qua điện trở đo R

sự rơi thế sẽ được khuếch đại đưa ra máy ghi

27

Trang 28

Trang 29

2.Ứng dụng

• Độ nhạy cao hơn khoảng 100-1000 lần so

với TCD.Thích hợp sử dụng với các hợp chất hữu cơ chứa cacbon

• FID không thể phát hiện một số hợp chất

như: CO, CO2, HCOOH, NOx, NH3 ,…

29

Trang 30

3 Ưu điểm và nhược điểm

- Chi phí của máy tương đối rẻ

- Yêu cầu bảo trì thấp

- Có thể đo được nồng độ chất hữu cơ ở mức rất thấp hoặc rất cao

- Không thể phát hiện các chất vô cơ có tính oxi hóa

30

Trang 31

Chất rửa giải từ cột sắc ký chảy qua sợi dây tóc nung nóng

Tungsten-Rhenium

Độ dẫn nhiệt của dòng khí giảm

Sợi dây tóc nóng hơn -> tăng điện trở

Thay đổi thế áp -> xuất hiện tín hiệu điện.

III DETECTOR ĐO ĐỘ DẪN NHIỆT ( TCD:Thermal conductivity detector)

1 Nguyên tắc

31

Trang 32

Sơ đồ của một máy dò đo độ dẫn nhiệt của sắc kí khí

32

Trang 33

2.Ứng dụng

• Sử dụng với hệ thống GC Để phân tích H.C

và những chất khí khó phân hủy bởi nhiệt.

33

Trang 34

IV DETECTOR BẮT ĐIỆN TỬ ( ECD: Electron Capture detector)

1 Nguyên tắc

1.1 Quá trình ion hóa: nguồn tia phóng xạ phát ra một chùm tia β- với tốc độ 108-109 hạt/s

- Các hạt β này sẽ ion hóa phân

tử khí mang (M) tạo ra các ion dương của phân tử khí mang và điện tử tự do sơ cấp (e-).

34

Trang 35

- Chúng được gia tốc như một

điện trường à được chuyển dịch

về phía anot

- Tại đây chúng bị lấy mất điện

tích và qua đó cho dòng điện nền của detector.

N2 + β- ↔ N2+ +

e-35

Trang 36

1 Nguyên tắc

1.2.Quá trình cộng kết điện tử:

- Các nguyên tử hoặc phân tử

của các chất, sau khi rời bỏ cột tách, được đưa thẳng vào buồng ion cùng với khí mang

- Tùy theo ái lực điện tử của

các phân tử này, các điện tử tự

do sơ cấp nói trên sẽ bị các phân

tử đó bắt giữ tạo thành các ion âm.

EC + e- → EC-

36

Trang 37

1 Nguyên tắc

1.3.Quá trình tái kết hợp:

- Các ion âm được tạo ra

sẽ kết hợp với các ion dương của phân tử khí mang để tạo thành các phân tử trung hòa

EC- + N2+ → EC + N2

37

Trang 38

• Vì vậy, điện tử bị lấy mất khỏi hệ và dòng điện nền

bị giảm đi so với lúc chỉ có khí mang tinh khiết đi qua detector Mức độ suy giảm của dòng điện nền trong thời điểm có chất đi qua được thể hiện bằng peak sắc ký của chất đó

• Độ nhạy của detector ECD phụ thuộc vào:

 Độ lớn của dòng điện nền

 Năng lượng ái điện tử

 Bản chất của khí mang

 Điện thế được đặt vào detector

1 Nguyên tắc

38

Trang 39

• ECD thường có ứng dụng trong kiểm nghiệm môi

trường và dược phẩm

 Phát hiện PCBs

 Thuốc trừ sâu clo hữu cơ

 Thuốc diệt cỏ như: DDT, indran, BHC….

 Các chất làm dẻo, các loại khí clorofluorocacbon

 Các hợp chất cơ – kim như như tetra-alkyl chì,

NOx, SO2…

2 Ứng dụng

39

Trang 40

3 Ưu điểm và nhược điểm

- Đơn giản và độ tin cậy cao

- Có độ nhạy cao với một số hợp chất có

độ âm điện cao

- Không làm hư hại mẫu khi mẫu đi ngang qua bộ phận đầu dò

- Khí mang cần có độ tinh khiết cao

- Phạm vi ứng dụng hạn chế

 Chỉ sử dụng cho các hợp chất có ái lực điện tử cao

 Không nhạy cảm với amin, rượu và hydrocacbon.

40

Trang 41

IV DETECTOR QUANG KẾ NGỌN LỬA

( FPD: Flame photometric detector)

1 Nguyên tắc

Sơ đồ

41

Trang 42

• Trong quá trình phân tích biểu đồ cromate đặc trưng Chất định phân của sulfur hay phosphorus chứa hợp chất là nhân tố chính của detetor trắc quang ngọn lửa (FPD).

• Thiết bị này sử dụng những phản ứng quang hóa của những hỗn hợp này trong ngọn lửa hydrogen/không khí như là một nguồn của quá trình phân tích mà nó

có quang hệ đặc biệt với những hợp chất chứa hai loại nguyên tử.

1 Nguyên tắc

42

Trang 43

- Năng lượng tỏa ra của hỗn

hợp photphorus trong ngọn lửa được kích thích từ HPO (λmax=510-526nm) để độ nhạy máy đò của một hay nhiều hỗn hợp khác giống như nó giải hấp từ cột GC.

- Một phễu lọc giao thoa

được dùng giữa gọn lửa và ống phổ trắc quang (PMT)

để phân tách vùng tỏa năng lượng.

1.Nguyên tắc

43

Trang 44

• Khí mang thóat từ

cột được trôn với hydro và đi tới cuối ống dòng không khí theo một đường

khác và được trộn với hổn hợp Hydro – khí mang tại ống tạo

ra ngọn lửa hydro.

1 Nguyên tắc

44

Trang 45

(MS) Được sử dụng rộng rãi nhất nhưng đắt tiền

DETECTOR ION HÓA NGỌN LỬA

(FID)

Có độ nhạy cao hơn gấp 1000 lần detector TCD Giới hạn phát hiện dưới 10-12s Thời gian cho tín hiệu nhỏ 0,1s

DETECTOR ĐO ĐỘ DẪN NHIỆT

Có độ nhạy cao và rất hiệu quả trong việc dò nên được sử dụng nhiều hơn các

detector khác

Trang 46

46

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	2,92 MB