Giới thiệu

Trong phân tích hóa học, sắc ký là một kỹ thuật phòng thí nghiệm để tách hỗn hợp (mixture) thành các thành phần của nó. Hỗn hợp được hòa tan trong dung môi lỏng (fluid solvent dạng khí hoặc lỏng) được gọi là pha động (mobile phase), pha động này mang nó qua một hệ thống (cột, ống mao dẫn, đĩa hoặc tấm) trên đó vật liệu được gọi là pha tĩnh (stationary phase) và nó cố định. Bởi vì các thành phần khác nhau của hỗn hợp có xu hướng có các ái lực khác nhau đối với pha tĩnh và được giữ lại trong các khoảng thời gian khác nhau tùy thuộc vào tương tác của chúng với các vị trí bề mặt, các thành phần di chuyển với vận tốc biểu kiến ​​khác nhau trong chất lỏng di động, khiến chúng tách ra. Sự phân tách dựa trên sự phân vùng khác biệt giữa pha động và pha tĩnh. Sự khác biệt nhỏ trong hệ số phân vùng (partition coefficient) của một hợp chất dẫn đến sự duy trì chênh lệch trên pha tĩnh và do đó ảnh hưởng đến sự phân tách.

Phương pháp sắc ký khí

Sắc ký khí (Gas chromatography – GC) đôi khi còn được gọi là sắc ký khí-lỏng (gas-liquid chromatography – GLC), là một kỹ thuật tách trong đó pha động là một chất khí. Sự phân tách sắc ký khí luôn được thực hiện trong một cột, cột này thường được đóng gói hoặc mao quản. Cột đóng gói là công việc thường xuyên của sắc ký khí, rẻ hơn, dễ sử dụng hơn và thường cho hiệu suất phù hợp. Các cột mao quản thường cho độ phân giải vượt trội hơn nhiều và mặc dù đắt tiền hơn nhưng đang được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là đối với các hỗn hợp phức tạp. Hơn nữa, cột mao quản có thể được chia thành ba lớp: cột hình ống hở có lớp xốp (porous layer open tubular – PLOT), cột hình ống hở có phủ tường (wall-coated open tubular – WCOT) và cột hình ống hở có phủ lớp hỗ trợ (support-coated open tubular – SCOT). Cột PLOT là duy nhất theo cách mà pha tĩnh được hấp thụ vào thành cột, trong khi cột WCOT có pha tĩnh được liên kết hóa học với thành. Cột SCOT là sự kết hợp của hai loại, chúng có các hạt hỗ trợ dính vào thành cột, nhưng các hạt đó có pha lỏng liên kết hóa học với chúng. Cả hai loại cột này đều được làm từ vật liệu không hấp phụ và trơ về mặt hóa học. Thép không gỉ và thủy tinh là những vật liệu thông thường cho các cột được đóng gói và thạch anh hoặc silica nung chảy cho các cột mao quản.

Biểu đồ phương pháp sắc ký khí

Sắc ký khí dựa trên sự cân bằng phân chia của chất phân tích giữa pha tĩnh lỏng rắn hoặc nhớt (thường là vật liệu gốc silicone lỏng) và khí di động (thường là heli). Pha tĩnh được dính vào bên trong của ống thủy tinh hoặc ống silica nung chảy có đường kính nhỏ (thường là 0,53 – 0,18mm) (cột mao quản) hoặc chất nền rắn bên trong ống kim loại lớn hơn (cột được đóng gói). Nó được sử dụng rộng rãi trong hóa học phân tích; mặc dù nhiệt độ cao được sử dụng trong GC làm cho nó không phù hợp với các chất tạo phân tử hoặc protein có trọng lượng phân tử cao (nhiệt làm biến tính chúng) thường gặp trong hóa sinh, nhưng nó rất thích hợp để sử dụng trong hóa dầu, giám sát môi trường và các lĩnh vực xử lý và hóa chất công nghiệp. Nó cũng được sử dụng nhiều trong nghiên cứu hóa học.

Phương pháp sắc ký lỏng

Sắc ký lỏng (Liquid chromatography – LC) là một kỹ thuật tách trong đó pha động là chất lỏng. Nó có thể được thực hiện trong một cột hoặc một mặt phẳng. Sắc ký lỏng ngày nay thường sử dụng các hạt đóng gói rất nhỏ và áp suất tương đối cao được gọi là sắc ký lỏng hiệu năng cao (high-performance liquid chromatography – HPLC).

Biểu đồ phương pháp sắc ký lỏng

Trong HPLC, mẫu được ép bởi chất lỏng ở áp suất cao (pha động) qua một cột chứa pha tĩnh bao gồm các hạt có hình dạng không đều hoặc hình cầu, một lớp xốp nguyên khối hoặc một màng xốp. Nguyên khối là “phương tiện sắc ký giống như bọt biển” và được tạo thành từ một khối vô cơ hoặc hữu cơ không liên kết. Trong lịch sử, HPLC được chia thành hai phân lớp khác nhau dựa trên phân cực của pha động và pha tĩnh. Các phương pháp trong đó pha tĩnh phân cực hơn pha động (ví dụ, toluen làm pha động, silica làm pha tĩnh) được gọi là sắc ký lỏng pha bình thường (normal phase liquid chromatography – NPLC) và ngược lại (ví dụ, hỗn hợp nước-methanol làm chất di động. phase và C18 octadecylsilyl như pha tĩnh) được gọi là sắc ký lỏng pha đảo ngược (reversed phase liquid chromatography – RPLC).