Chúng tôi giải thích sắc ký là gì, nó được sử dụng như thế nào để tách hỗn hợp, pha của nó là gì, những dạng tồn tại và ví dụ.
Sắc ký là gì?
Sắc ký là một phương pháp tách hỗn hợp phức tạp, được sử dụng rộng rãi trong các nhánh khác nhau của khoa học. Nó có thể được sử dụng để định lượng, xác định và tách các thành phần của hỗn hợp. Để làm điều này, nó sử dụng nguyên tắc lưu giữ có chọn lọc, bao gồm các hành vi khác nhau của các thành phần của hỗn hợp trên một giá đỡ cụ thể (chẳng hạn như giấy, khí, chất lỏng, nhựa) và pha lỏng hoặc khí chảy qua giá đỡ.
Theo cách này, sắc ký sử dụng các kỹ thuật khác nhau tận dụng sự khác biệt về tỷ lệ lưu giữ của mỗi thành phần và có thể tách, xác định và định lượng chúng.
Trong nhiều trường hợp, chìa khóa sự hấp phụ (khác với sự hấp thụ, trong đó đề cập đến sự khuếch tán của một thành phần từ pha này sang pha khác), một khái niệm đề cập đến quá trình các hạt được giữ lại trên một bề mặt. Theo sự khác biệt về tốc độ hấp phụ trên một chất hỗ trợ và ái lực đối với chất hỗ trợ này của các thành phần của hỗn hợp, chúng có thể được tách ra và sau đó định lượng hoặc xác định.
Nói chung, tất cả các loại sắc ký phụ thuộc vào một số dụng cụ, các hợp chất hóa học và xác định Công nghệ. Do đó, điều quan trọng là phải biết một số khái niệm để hiểu hoạt động của các kỹ thuật sắc ký:
- Pha tĩnh. Nó là một chất bất động trong khi chạy sắc ký.
- Pha động. Nó là chất chuyển động trong quá trình sắc ký. Nó có thể là chất lỏng hoặc chất khí. Mẫu chứa chất phân tích được sử dụng trong pha động.
- Chất phân tích. Chúng là những chất sẽ được phân tách, định lượng và / hoặc xác định bằng sắc ký, tức là chúng là những chất sẽ được phân tích.
- Trình diễn. Nó là hỗn hợp cần phân tích. Nó có thể được tạo thành từ một hoặc nhiều chất phân tích, và các thành phần khác có thể không được quan tâm, từ đó các chất phân tích sẽ được tách ra.
- Giữ thời gian. Đó là thời gian cần thiết để chất phân tích đi từ cột hoặc hệ thống mà pha động đi qua, đến máy dò (thiết bị có thể đưa ra tín hiệu phát hiện bằng cách sử dụng một số đặc tính của chất phân tích).
- Tính chọn lọc. Đó là khả năng phân biệt từng thành phần trong hỗn hợp.
- Eluent Nó cũng đề cập đến pha động khi nó ra khỏi cột sắc ký.
Phương pháp sắc ký bao gồm việc cấy mẫu vào pha tĩnh hoặc pha động (tùy thuộc vào loại kỹ thuật sắc ký). Sau đó, nếu, ví dụ, pha động là pha chứa mẫu, nó sẽ chuyển qua một pha tĩnh nhất định.
Sự phân tách của các chất phân tích sẽ phụ thuộc vào ái lực của từng thành phần đối với cả pha tĩnh và pha động. Tùy thuộc vào bản chất của chúng, một số vật liệu xây dựng chúng sẽ có xu hướng di chuyển cùng với pha động và những chất khác ở trong pha tĩnh.
Các loại sắc ký
Tùy thuộc vào công nghệ được sử dụng, bản chất của chất hỗ trợ (pha tĩnh) và chất động (pha động), có thể phân biệt các loại sắc ký sau:
- Sắc ký trên giấy. Pha tĩnh được tạo thành từ một dải giấy lọc. Mẫu cần phân tích được đặt dưới dạng giọt vào một đầu của tờ giấy. Sau đó, dải giấy được nhúng vào hộp chứa có pha động, lưu ý rằng phần cuối nơi mẫu được đặt nằm ở dưới cùng của tờ giấy. Pha động tăng lên theo mao dẫn, kéo theo mẫu và tách từng thành phần theo ái lực của nó với pha tĩnh. Loại sắc ký này được sử dụng chủ yếu khi mỗi thành phần của mẫu có một màu sắc khác nhau, sau đó bạn có thể xem hiển thị màu sắc trên giấy để xác định chúng.
- Sắc ký lớp mỏng. Hoạt động của kỹ thuật này tương tự như kỹ thuật sắc ký giấy, nhưng trong trường hợp này, pha tĩnh được xây dựng bằng cách lắng một loại nhựa phân cực (hầu như luôn luôn là silica gel) trên một tấm thủy tinh hoặc nhôm. Một lượng mẫu nhất định được đặt cách mép dưới của đĩa 1 cm. Sau đó, đĩa này được nhúng chìm, lưu ý rằng phần cuối chứa mẫu phải được úp xuống trong vật chứa có chứa pha động. Pha động tăng lên do hoạt động của mao dẫn, phân tách các thành phần của mẫu.
- Sắc ký cột. Pha tĩnh được đặt bên trong một cột có thể được làm bằng thủy tinh hoặc thép không gỉ, trong số các vật liệu khác. Pha động có thể ở thể lỏng hoặc thể khí. Mẫu được đặt ở đầu cột và được phép đi xuống cùng với pha động bằng cách sử dụng Trọng lực. Do đó, sắc ký cột có thể được phân loại là:
Mặt khác, xét đến kiểu tương tác của chất phân tích giữa pha tĩnh và pha động, ta có các kiểu sắc ký sau:
- Sắc ký hấp phụ. Trong loại sắc ký này, pha tĩnh là chất rắn, còn pha động là chất lỏng. Chất tạo thành pha tĩnh có thể là alumin (Al2O3), silica (SiO2) hoặc nhựa trao đổi ion (ma trận có vị trí hoạt động tĩnh điện, do đó chất phân tích được giữ lại trong chúng bằng tương tác tĩnh điện). Pha động có thể được tạo thành từ một dung môi hoặc hỗn hợp dung môi. Một số thành phần của hỗn hợp sẽ được giữ lại với lực lớn hơn những thành phần khác, theo cách này, sự phân tách xảy ra.
- Sắc ký phân vùng. Hiện tượng này xảy ra khi sự phân tách của các chất phân tích khỏi hỗn hợp xảy ra do sự khác biệt về khả năng hòa tan hoặc độ phân cực của chúng giữa pha tĩnh và pha động, cả hai pha đều là chất lỏng không thể trộn lẫn. Công nghệ pha tĩnh đã phát triển và đã có nhiều loại chất lỏng được nhúng trong chất rắn và nhựa được sử dụng cho mục đích này. Theo nghĩa này, có hai loại cormatography phụ thuộc vào độ phân cực của pha tĩnh và pha động:
- Trong pha bình thường. Pha tĩnh là phân cực và pha động là bất cực.
- Ngược pha. Pha tĩnh là cực và pha động là phân cực.
- Sắc kí trao đổi ion. Khi pha tĩnh là chất rắn và có các nhóm chức có thể ion hóa, nghĩa là, mang điện, có khả năng trao đổi điện tích của chúng với chất phân tích. Nó có thể được phân loại thành:
- Sắc ký trao đổi cation. Pha tĩnh chứa các nhóm chức tích điện âm, do đó nó giữ lại các cation (tích điện dương).
- Sắc ký trao đổi anion. Pha tĩnh chứa các nhóm chức tích điện dương, do đó giữ lại các anion (tích điện âm).
- Sắc ký loại trừ kích thước. Pha tĩnh là một vật liệu xốp qua đó phân tích rửa giải, tùy thuộc vào kích thước của chúng. Trong kiểu sắc ký này không có kiểu tương tác vật lý hoặc hóa học giữa chất phân tích và pha tĩnh. Các chất phân tích lớn hơn rửa giải trước, nghĩa là chúng không bị giữ lại trong pha tĩnh. Trong khi các chất phân tích nhỏ hơn bị mắc kẹt trong các lỗ xốp của pha tĩnh và rời khỏi nó khi pha động (lỏng) đi qua.
Với sự ứng trước của hiểu biết và công nghệ, kỹ thuật sắc ký đã được hoàn thiện và mỗi lần có thể tách, xác định và định lượng chính xác hơn các chất có trong hỗn hợp. Hai ví dụ về sắc ký tiên tiến là HPLC (Sắc ký lỏng hiệu suất cao) và GC (Sắc ký khí).
- HPLC. Nó bao gồm một loại sắc ký cột, nhưng pha động của nó được bơm ở áp suất cao qua pha tĩnh bên trong cột. Việc áp dụng áp suất cao làm giảm sự khuếch tán của chất phân tích qua pha tĩnh, do đó đạt được kết quả tốt hơn, ngoài ra còn giảm thời gian làm việc.
- GC. Pha động là chất khí và pha tĩnh có thể là chất rắn hoặc chất lỏng. Mẫu bay hơi trước khi bơm vào cột sắc ký, vì nó phải ở thể khí để khí mang vận chuyển.
Các ví dụ về sắc ký
Một số ví dụ hàng ngày về ứng dụng của sắc ký là:
- Rượu tràn ra khăn trải bàn màu trắng. Một tai nạn vào giờ ăn tối sẽ cho phép chúng tôi quan sát, khi rượu khô do tiếp xúc với không khí, các chất khác nhau tạo nên nó. Mỗi người sẽ nhuộm màu trắng của vải theo một tông màu khác nhau và chúng có thể được nhận dạng riêng biệt, điều này thường là không thể.
- Xét nghiệm máu. Sắc ký của các mẫu máu thường được thực hiện để xác định các chất có trong nó, những chất này thường không thể nhận biết được vì nó là một hỗn hợp rất phức tạp. Để làm được điều này, màu máu phản chiếu trên một giá đỡ hoặc một nhẹ riêng biệt.
- Xét nghiệm nước tiểu. Giống như máu, nước tiểu là một hỗn hợp của nhiều hợp chất khác nhau, một số chất rắn và chất lỏng khác, sự hiện diện hay không có của nó có thể tiết lộ chi tiết về cách cơ thể hoạt động. Việc tách sắc ký có thể được thực hiện để phát hiện các chất cặn bất thường, chẳng hạn như máu, muối, glucose hoặc các chất bất hợp pháp.
- Xem xét một hiện trường vụ án. Một thứ mà chúng ta thường thấy trong các bộ phim: các nhà nghiên cứu lấy vải, sợi, vải hoặc các vật hỗ trợ khác và quan sát sự phân tách bởi sự bám dính của các chất khác nhau rơi vãi trên chúng, chẳng hạn như tinh dịch hoặc máu, ngay cả khi bằng mắt thường mà chúng không thể nhận ra.
- Kiểm tra vệ sinh thực phẩm. Giả sử rằng các chuyên gia trong món ăn Biết phản ứng của các thành phần thực phẩm khi bị sắc ký phổ, kỹ thuật này có thể được sử dụng để chi tiết hóa mẫu nếu có một số loại chất không phù hợp trong chúng, sản phẩm của các tác nhân vi sinh vật hoặc một số loại sự ô nhiễm, trước khi ông sản phẩm đi chợ và đưa vào rủi ro các Sức khỏe từ người dân.