phương pháp phân lập sắc ký

kỹ thuật phân lập hợp chất tự nhiên, bao gồm các phương pháp sắc ký hiện đại. ứng dụng để nghiên cứu, phân tích, định tính, định lượng... trong bài báo cáo này, tôi đã trình bày khá khái quát về các phương pháp sắc ký, có thể giúp các bạn hiệu sơ lược về nó. và các ứng dụng của ppsk

Sắc ký trao đổi ion

Hình ảnh về sắc ký trao đổi ion

TỔNG QUAN VỀ IC

 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA NHỰA TRAO ĐỔI ION

 Hình cầu, không tan trong nước

 Nhựa Mang điện tích cation => nhựa trao đổi anion và ngược lại

 Nhựa trao đổi ion tính bazo mạnh, yếu

 Nhựa trao đổi ion tính acid mạnh, yếu

Nhựa trao đổi anion

Nhóm chức hoạt động là

các amin tam cấp hoặc

tứ cấpCho tác dụng với đối ion

Lý thuyết về sự trao đổi ion

 Gắn kết có tính thuận nghịch giữa các phân tử mang điện tích

CÁC NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG LÀM NHỰA TRAO

ĐỔI ION

 Là polystyren, các polymer carbohydrat và silica gel

 Hạt nhựa polymer 100-200 mesh, hạt silica 5-10µm

 Nguyên liệu yêu cầu phải cho dung môi giải ly đi qua với vận tốc thỏa đáng

 Độ bền cơ học cao

 Hạt nhựa có thể có lỗ rỗng hoặc không

Việc lựa chọn loại nhựa thực nghiệm thích hợp

 Lựa chọn nhựa trao đổi ion phù hợp với chất cần phân tích

 Sử dụng lượng nhựa cần thiết cho lượng mẫu khảo sát

 Lựa chọn dung dịch đệm (đệm cation cho nhựa

cation, đệm anion cho nhựa anion)

 Làm trương nở nhựa trước khi thực nghiệm

Tái tạo và tồn trữ nhựa lại

Sắc ký gel

Hình ảnh về sắc ký lọc gel

Tổng quan sắc ký gel

Nguyên liệu làm hạt gel

Hạt gel đều kích cỡ, hình cầu

Trơ hóa học, bền cơ, lỗ rỗng đồng đều nhau

Có 3 loại thông dụng

 Gel dextran

 Gel polyacrylamid

 Gel styragel

Các bước tiến hành

 Nhồi gel vào cột

 Đặt mẫu cần tách lên đầu cột

 Triển khai sắc ký gel

Ứng dụng của sắc ký gel

 Xác định trọng lượng phân tử của hợp chất đại phân tử

 Tác riêng biệt các chất trong 1 hợp chất

 Loại muối ra hợp chất hay dung dịch

 Loại các tạp chất màu bẩn ra khỏi hợp chất khảo sát

SẮC KÝ KHÍ (Gas Chromatography)

Nguồn internet

 Gas chromatography, viết tắt là GC

 Đôi khi người ta nói thêm là GLC, hoặc GSC để phân biệt pha tĩnh là pha lỏng hoặc pha rắn

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007

∗ Sắc ký khí là phương pháp được dùng để tách các chất ở thể khí bay hơi, với pha động là chất khí, gọi là khí mang (carrier gas) Sắc ký khí còn áp dụng cho các chất khí, lỏng, rắn dễ bay hơi và bền nhiệt độ cao, có TLPT M<500

 có khả năng tách được hoàn toàn những chất hữu cơ

 tách những hỗn hợp rất phức tạp như khí thải ô tô chứa trên 300 hợp chất

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007

http://dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/cong-nghe-sinh-hoc/file_goc_779730.pdf

∗ Áp suất hơi của 1 hợp chất

∗ Đặc trưng của các loại cột sắc ký khí

∗ Độ phân giải

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả tách

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007

Nguyên liệu làm pha tĩnh trong GC

Đối với GLC

Cột: được làm bằng kim loại hoặc thủy tỉnh, dài 2-4m, đường

kính ngoài 3.17-6.35 mm, số mâm tốt nhất là 1000-2000 mâm/mét

Chất mang để nhồi cột: phải trơ, bột mịn, kích cỡ

0.15-0.25mm Chất mang tốt nhất là diatomit và teflon

Chất lỏng tẩm lên chất mang: ổn định, bền nhiệt, trơ, không bay

hơi

Vd: DEGS, chịu nhiệt 200 độ c, dexsil 300 chịu nhiệt 50-550 độ c

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007

∗ Ống dài từ 10-100m, đường kính trong từ 0.1-0.7mm

∗ Ống rỗng ruột, thành trong phủ lớp mỏng nguyên liệu pha tĩnh 0.5µm)

(0.2-∗ Chất liệu làm ống đa dạng nhưng thủy tinh silica phổ biến nhất.

∗ Silica tinh khiết gần 100%, 10-100ppm kim loại, 0.1% nhóm hydroxyl.

∗ Tạo pha tĩnh bằng cách phủ lớp silicon polymer tạo nối ngang bề mặt, múôn dày hơn thì tạo nối ngang mạng 3 chiều của các chất khác với nhóm chức polymer silicon đó (vinyl…)

∗ Xúc tiến tạo mạng ngang nhờ tia UV.

∗ Ngoài ống phủ lớp polymer để bền nhiệt.

Đối với cột mao quản hở trong GLC

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007

∗ Hoạt động dựa trên tính chất hấp thu trên bề mặt rắn pha tĩnh

∗ Khả năng lưu chất cao hơn pha tĩnh có bề mặt lỏng

∗ Phân tích được các hợp chất bay hơi mạnh

∗ Pha tĩnh rắn được tạo từ các polymer vi lỗ rỗng: styren DVB, DVB etyvinylbenzen…Có thể Sử dụng cột alumin, silica gel, rây phân tử…

Đối với GSC

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007

Các bộ phận của hệ thống sắc ký khí

Bình chứa khí mang (carrier gas)

- Khí N2, He, Ar, …

- Khí mang thường phụ thuộc vào loại đầu dò sử dụng

- Các bẫy khí → nâng cao chất lượng khí

- Áp suất và lưu lượng dòng khí phải được theo dõi

thường xuyên qua đồng hồ

đo áp suất

Vận chuyển các thành phần

∗ Lò cột (Oven): điều khiển nhiệt độ cột phân tích

• Bộ phận tiêm mẫu : đưa mẫu vào cột phân

tích.

• Lượng mẫu tiêm khoảng

0.1-3 µl

• Chỉ cho phép tầm 1%

lượng mẫu vào pha tĩnh

• Dung môi pha mẫu:

không phản ứng hóa học với mẫu và pha tĩnh

• Hòa tan mẫu hoàn toàn

• Có thời gian lưu khác với

mẫu

• Cột phân tích (Column ): chứa pha tĩnh, nơi diễn ra

(Capillary column)

Đầu dò (detector): phát hiện tín hiệu của các chất phân tích sau khi ra khỏi cột.

FID (Flame Ioniation Detetor)

TCD (Thermal Conductivity Detector) ECD (Electron Capture Detector) FPD (Flame Photometric Detector)

MS (Mass Spectrometry)

DETECTOR

• SILYL HÓA: là thay thế một hydrogen linh động của chất phân tích bằng nhóm alkylsilyl

• Acyl hóa: biến nhóm chức alcol, phenol, amin của chất phân tích thành perfluoroacyl

• Alkyl hóa, ester hóa: biến đổi nhóm hydroxyl thành

nhom1metyl ester…

CHUẨN BỊ MẪU TRƯỚC KHI PHÂN TÍCH GC

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007

• Mẫu chất

tích trước

Các yếu tố ảnh hưởng đến tách mẫu

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007

Ứng dụng của GC

Biết được độ tinh khiết

Theo dõi phản ứng hóa học

Biết được số cấu tử hiện diện trong hỗn hợp mẫu

Biết được sự hiện diện một chất trong mẫu phân tích

Phân tích thực phẩm

Phân tích nước uống

Phân tích môi trường…

Tltk: Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007

SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO

(HPLC)

Tổng quan về HPLC

• Tiếng anh: high performance liquid chromatographyl

• Ra đời từ những năm 1955, đến thập niên 1980 thì máy hoạt động hoàn hảo nhất.

• BÌNH CHỨA DUG MÔI GIẢI LY

• Làm bằng thủy tinh or vật liệu trơ

• Được thông trực tiếp với ống sắc ký qua đường ống dẫn

• Áp suất khí quyển, nhưng đậy nắp tránh bụi vào

• Chứa lọc bằng kim loại ở đầu ống dẫn để hút hết được dung môi

• Trước khi vào cột đuổi các bọt khí

• Tối thiểu có hỗn hợp 2 loại dung môi

• Giải ly đơn nồng độ, giải ly nồng độ tăng dần

• Dung môi tinh khiết cao

Các bộ phận của hệ thống HPLC

Cột tách

• Column HPLC được làm bằng thép không gỉ

• Dài 10-25cm, D trong khoảng 4.6mm

2.1-• Kèm theo có cột bảo vệ để loại

• Có kim tiêm bơm mẫu

• Có 2 cách đưa mẫu vào, tiêm bằng kim tiêm đưa mẫu vào ở P khí quyển, dòng pha động cuốn mẫu thông qua cuộn chích mẫu

• Là công việc rất quan trọng để có kết quả tốt nhất

• Giống với GC nhưng pha tĩnh nhồi cột của HPLC đa dạng hơn

• Cột pha thường( sắc ký hấp thu tác tốt hợp chất phân cực…)

• Phân tích dược phẩm

• Dung dịch sinh lý

• Polymer tự nhiên or tổng hợp

• Các loại dư thừa trong môi trường

• Nhiều loại hợp chất vô cơ

• ….

Ứng dụng của HPLC

So sánh giữa GC và HPLC

TÍNH CHẤT MẪU PHÂN TÍCH

nhiệt

CƠ CHẾ TÁCH

Tương tác giữa các cấu tử với pha

được làm nóng

Cảm ơn thầy và các anh

chị đã theo dỗi