slide báo cáo Các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích

2.1 Yêu cầu chung của kỹ thuật xử lý mẫu Lấy được hoàn toàn, không làm mất chất phân tích  Không làm nhiễm bẩn thêm chất phân tích vào mẫu  Kết quả xử lý phù hợp với phương pháp phân

Chương 2:

Các kỹ thuật

xử lý mẫu phân tích

2.1 Yêu cầu chung của kỹ thuật xử lý mẫu

 Lấy được hoàn toàn, không làm mất chất phân tích

 Không làm nhiễm bẩn thêm chất phân tích vào mẫu

 Kết quả xử lý phù hợp với phương pháp phân tích

đã chọn

 Các hóa chất đảm bảo độ tinh khiết

 Không đưa thêm các chất gây ảnh hưởng vào mẫu

 Tách, làm giàu chất phân tích (nếu có thể)

 QA/QC trong xử lý mẫu phân tích

 Nội dung QA/QC trong xử lý mẫu phân tích

2.2 Phân loại mẫu phân tích

 Phân loại theo hóa học phân tích

 Phân loại theo trạng thái tồn tại

 Trạng thái khí

 Trạng thái rắn và bán rắn: kim loại, đất, đá, cây…

 Trạng thái lỏng: nước, rượu, bia, xăng…

 Mẫu sinh hoạt

2.3 Trang bị để xử lý mẫu phân tích

 Yêu cầu của trang bị sử dụng

 Các loại dụng cụ đơn giản

 Các loại trang bị hoàn chỉnh

Extraction of peppermint leaves with hot water

2.4 Khái quát về bản chất các kỹ thuật xử lý mẫu

 XLM là quá trình chuyển mẫu thành dạng có thể

phân tích được bằng một phương pháp thích hợp

 Một quá trình xử lý mẫu có thể có các giai đoạn

 Phá vỡ cấu trúc

 Tạo muối tan

 Kết tinh, thăng hoa…

2.4.1 Kỹ thuật vô cơ hóa ướt (wet digestion)

2.4.1 Kỹ thuật vô cơ hóa ướt (wet digestion)

Sản phẩm sau khi đã xử lý bằng phương pháp tro hóa ướt

Vô cơ hóa ướt sử dụng dung dịch axit đặc

 Các loại axit thường dùng

Vô cơ hóa sử dụng dung dịch kiềm đặc

 Các loại axit thường dùng

Kỹ thuật phá mẫu trong lò vi sóng

Các ví dụ

 Vô cơ hóa ướt mẫu trong lò vi sóng để xác định một

số cation (Al, Ba, Mg, Fe, Cu, Pb, As, Sb…) trong

các đối tượng bùn, trầm tích, đất hoặc dầu

 Một số lưu ý:

 Thiết bị: lò vi sóng chuyên dùng cho các PTN

 Các bình phân hủy mẫu: 0,25g thường sử dụng

trong bình 120ml, áp suất có thể đạt tới 7,5 ± 0,7 atm

 Các acid được sử dụng phải có độ tinh khiết cao

(thông qua mẫu trắng để loại trừ)

 Cân một lượng mẫu: không quá 0.5g cho mẫu bùn, đất, trầm tích; 0.25g cho mẫu dầu

 Thêm 10ml HNO3: nếu mẫu chứa những chất dễ

bay hơi hoặc nhiều hợp chất hữu cơ thì có thể để mẫu phân hủy trước khi cho trong lò vi sóng (giảm khối lượng mẫu)

 Những mẫu biết trước có hàm lượng chất hữu cơ 5 – 10% thường được phân hủy ở ngoài 15 phút

 Sự phân hủy thường ở 175 – 180 0 C trong thời gian

Ví dụ:

2.4.2 Kỹ thuật vô cơ hóa khô (dry digestion)

 Kỹ thuật vô cơ hóa khô thực chất là kỹ thuật nung (có thể có trộn thêm các phụ gia)

 Kỹ thuật nung không phụ gia:

Mẫu Nhiệt độ cao Dạng dễ hòa tan

• Sự tro hóa, đốt cháy chất mùn, hữu cơ

• Phá vỡ cấu trúc tinh thể

• Qúa trình oxy hóa, bay hơi…

Ví dụ: tro hóa mẫu không dùng phụ gia

 Tro hóa mẫu rau để xác định các kim loại (Na, K,

Ca, Mg, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb)

Mẫu (5g) Sấy khô chậm Nung 500 – 5300C

Mẫu tro trắng

Hòa tan mẫu = HCl

 Chú ý: một số kim loại (Cd, Cu, Pb, Zn…) dễ bị mất (10 – 15%) do bay hơi

2.4.2 Kỹ thuật vô cơ hóa khô (dry digestion)

 Kỹ thuật nung có phụ gia

Nhiệt độ cao + phụ gia

• Sự tro hóa, đốt cháy chất mùn, hữu cơ

• Phá vỡ cấu trúc tinh thể

• Qúa trình oxy hóa, bay hơi…

• Sự tương tác chất – phụ gia…

2.4.2 Kỹ thuật vô cơ hóa khô (dry digestion)

Kỹ thuật vô cơ hóa khô – ướt kết hợp

- Thời gian nung giảm

- Giảm thời gian đuổi axit dư

- Thích hợp cho phân tích kim loại và các anion Cl - ,

Một số ví dụ

Mẫu sữa

+ 10ml HNO3 đ, 5ml Mg(NO3) 5%, 2ml H2SO4 đ Nung

500 – 550 0 C Tro trắng Hòa tan tro

Mẫu rau

+ 10ml HNO3đ, 5ml Mg(NO3) 5% Nung

500 – 550 0 C Tro trắng Hòa tan tro

2.4.4 Các kỹ thuật chiết

 Lý thuyết chung về kỹ thuật chiết: dựa trên sự phân

bố của một chất vào 2 pha không trộn lẫn

( ) ( )

X Y

C A K

C B



Qui trình chiết

Ví dụ

 Chiết vitamin A từ sữa:

10 ml sữa mẫu

+ 20 ml rượu etylic + 5 g Na2SO4 khan

+ 10 ml n-hexan

Hỗn hợp Lắc

Tách lớp

Dd nước n-hexan + vitamin A Xác định Vitamin A = pp HPLC

Chiết pha rắn - SOLID PHASE EXTRACTION

Chiết pha rắn - SOLID PHASE EXTRACTION

Solid Phase Extraction cartridges

Various sorption techniques:

centrifuge

positive pressure

Large volumes:

Cơ chế chiết pha rắn

 Chiết theo cơ chế hấp phụ pha thường

 Pha tĩnh: silica trung tính, bề mặt phân cực

 Dung môi để rửa giải chất pt thường là các dung môi hữu cơ không phân cực, có khả năng hòa tan tốt chất pt để tách được hoàn toàn chất pt khỏi pha rắn (gọi là pha động)

Chất chiết – pha tĩnh Chất pt Chất pt bị hấp phụ

lên pha rắn

polar

Ví dụ: chiết thuốc trừ sâu trong mẫu nước

Cột chiết có chứa

các hạt LaSiOH

Mẫu (đã lọc bỏ cặn) được dội qua cột chiết với tốc độ 4 ml/phút

Chất hấp phụ trên hạt LaSiOH

Giải chiết bằng dung môi diclometan

Chất pt tan

Cơ chế chiết pha rắn

 Pha tĩnh: silica có bề mặt không phân cực

Cơ chế chiết pha rắn

-+

+ +

+ + + +

+

-

-Cation exchange

Anion exchange

Adsorbents

Bound molecules

 Chiết theo cơ chế trao đổi ion

Cation exchange: Lysozyme separation

Egg white proteins

Egg white proteins

Other egg white proteins

Lysozyme

+ NaCl

Cation exchange adsorbent + NaCl

Anion exchange

A và B

Anion exchange

adsorbent

NaCl

Anion exchange adsorbent

+ NaCl

A + adsorbent

Cơ chế chiết pha rắn

 Chiết theo cơ chế sàng và rây phân tử

Sau khi hấp phụ

Rửa giải

Ion có kích thước lớn ra trước rồi đến các ion có kích thước nhỏ

Kỹ thuật chiết hấp phụ dạng khí

He to waste

Dòng khí trơ nóng

Hệ thống phân tích GC

Dòng khí He

Cột hấp thụ

Các kỹ thuật chiết

Ion-exchange chromatography

Separation is based on exchange of ions

between surface and eluents.

-Chiết Soxhlet (Soxhlet extraction process)

Chiết soxhlet

Chiết soxhlet

 Qui tắc chọn dung môi

hòa tan các chất không phân cực (chất béo…)

 Dung môi phân cực (metanol, etanol, nước…) hòa tan các chất phân cực (muối, đường…)

 Ái lực của chất tan trong dung môi hữu cơ có thể tăng khi sử dụng một hỗn hợp các dung môi

Kỹ thuật chiết siêu âm

K

2.4.5 Kỹ thuật chưng cất

 Nguyên tắc: dựa theo điểm sôi

 Chưng cất lôi cuốn (hơi nước)

 Chưng cất dưới áp suất thấp

 Chưng cất trong môi trường siêu âm

Chưng cất thông thường