Sắc ký lỏng hiệu năng cao

Buzz

Nội dung bài viết

Hoạt động

Ứng dụng

Xem thêm

Đọc tóm tắt

- HPLC là kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao dùng để tách, nhận biết và định lượng các thành phần trong hỗn hợp.
- Kỹ thuật này dựa trên hệ thống bơm đẩy dung môi lỏng dưới áp suất cao qua cột sắc ký.
- Cột sắc ký được đổ bằng vật liệu hấp phụ rắn, tách các thành phần dựa trên tương tác khác nhau với vật liệu hấp phụ.
- HPLC có áp suất hoạt động cao hơn sắc ký lỏng truyền thống áp suất thấp, mang lại hiệu quả phân giải cao.
- Ứng dụng HPLC rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất, nghiên cứu, pháp lý và y học.

Một thiết bị HPLC hiện đại.

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (tiếng Anh: High-performance liquid chromatography; viết tắt: HPLC; còn được gọi là Sắc ký lỏng áp suất cao) là một kỹ thuật trong hóa phân tích dùng để tách, nhận biết, định lượng từng thành phần trong hỗn hợp. Kỹ thuật này dựa trên hệ thống bơm để đẩy dung môi lỏng dưới áp suất cao, trong dung môi có chứa hỗn hợp mẫu, qua một cột sắc ký. Cột sắc ký được đổ bằng vật liệu hấp phụ rắn. Mỗi thành phần trong mẫu tương tác tương đối khác nhau với vật liệu hấp phụ, nên tốc độ dòng của mỗi thành phần khác nhau là khác nhau, dẫn tới sự phân tách các thành phần khì mà chúng chảy ra khỏi cột.

Sắc ký có thể được mô tả là một quá trình dịch chuyển khối lượng liên quan tới hấp phụ. HPLC dựa trên hệ thống bơm để đẩy chất lỏng đã bị nén và hỗn hợp mẫu qua một cột đổ bằng một chất hấp phụ, dẫn tới sự phân tách của các thành phần trong mẫu. Thành phần hoạt động của cột, chất hấp phụ, tiêu biểu là một vật liệu cấu trúc hạt làm từ những hạt rắn như silica hay polymers, có kích thước trong khoảng 2-50 micro mét. Những thành phần của hỗn hợp mẫu được tách ra khỏi nhau bởi mức độ tương tác khác nhau với các hạt hấp phụ. Chất lỏng bị nén là hỗn hợp dung môi ví dụ nước, acetonitrile hay methanol và được gọi là 'pha động'. Thành phần và nhiệt độ của pha động đóng vai trò chính trong quá trình phân tách bằng cách tác động lên nhưng tương tác xảy ra giữa những thành phần trong mẫu và chất hấp phụ ở cột. Đây là những tương tác vật lý trong tự nhiên, như hydrophobic, lưỡng cực-lưỡng cực và ion, thông thường nhất là sự kết hợp của các tương tác.

HPLC được phân biệt với sắc ký lỏng truyền thống áp suất thấp bởi vì áp suất hoạt động của nó cao hơn nhiều (50-350 bar), trong khi sắc ký lỏng thông thường chỉ dựa trên lực hút trái đất để pha động đi qua cột. Do chỉ có một lượng nhỏ mẫu được tách bằng phân tích HPLC, cột có kích thước 2.1-4.6 mm cho đường kính và 30–250 mm cho chiều dài. Cột HPLC cũng đổ với kích thước hạt hấp phụ nhỏ hơn (trung bình kích thước hạt 2-50 micro mét). Điều này mang lại HPLC hiệu quả phân giải cao (khả năng tách biệt từng chất) khi mà tách hỗn hợp, làm cho nó trở thành phương pháp sắc ký phổ biến.

Sơ đồ của một thiết bị HPLC đặc thù bao gồm cổng lấy mẫu, bơm và một đầu dò. Cổng lấy mẫu đưa hỗn hợp mẫu và dòng pha động qua cột. Hệ thống bơm điều chỉnh tốc độ dòng và thành phần của pha động đi qua cột. Đầu dò tạo ra tín hiệu tỷ lệ với lượng mẫu thành phần ra từ cột, từ đó cho phép phân tích định lượng các thành phần trong mẫu. Bộ xử lý số và phần mềm điều khiển thiết bị HPLC và cung cấp dữ liệu phân tích. Một số bơm trong thiết bị HPLC có thể trộn nhiều dung môi với nhau theo tỉ lệ biến thiên theo thời gian, tạo thành gradient trong pha động. Các đầu dò như UV/Vis, PDA hay khối phổ được sử dụng rộng rãi. Hầu hết các thiết bị HPLC có cột lỏng để điều chỉnh nhiệt độ phân tách.

Hoạt động

Hỗn hợp mẫu để phân tích và tách thường rất nhỏ, được đưa vào dòng pha động thấm qua cột. Các thành phần của mẫu di chuyển qua cột với tốc độ khác nhau, do tương tác vật lý cụ thể với chất hấp phụ của cột (còn gọi là pha tĩnh). Tốc độ của từng thành phần phụ thuộc vào tính chất hóa học tự nhiên của nó trên pha tĩnh và thành phần của pha động. Thời gian mà một chất phân tích rửa giải ra khỏi cột được gọi là thời gian lưu. Thời gian lưu được đo trong các điều kiện cụ thể và được coi là đặc điểm nhận dạng của chất cần phân tích.

Có nhiều loại cột khác nhau, được làm từ các chất hấp phụ với kích thước hạt và bề mặt tự nhiên khác nhau. Sử dụng vật liệu có hạt nhỏ hơn giúp cột yêu cầu áp suất hoạt động cao hơn và cải thiện độ phân giải của sắc ký (sự phân tách giữa các chất phân tích ra từ cột liền kề). Về mặt hóa học, các hạt hấp phụ có thể là cực hoặc không cực.

Các pha động thường sử dụng bao gồm sự kết hợp của nước với các dung môi hữu cơ khác nhau (phổ biến nhất là acetonitrile và methanol). Một số kỹ thuật HPLC sử dụng các dung môi không chứa nước. Pha động có thể chứa axit (như axit formic, photphoric hay trifluoroacetic) hoặc muối để hỗ trợ sự phân tách các thành phần mẫu. Pha động có thể được giữ cố định (rửa giải đẳng dòng) hoặc thay đổi (rửa giải gradient) trong quá trình phân tích sắc ký. Rửa giải đẳng dòng đặc biệt hiệu quả trong việc phân tách các thành phần mẫu có sự khác biệt ít về tính chất với pha động. Rửa giải gradient thay đổi thành phần của pha động từ thấp đến cao để tăng khả năng rửa giải. Sức rửa giải của pha động được thể hiện qua thời gian lưu của mẫu, với sự rửa giải cao thì thời gian lưu của mẫu ngắn hơn.

Ứng dụng

HPLC được áp dụng rộng rãi trong sản xuất, nghiên cứu, pháp lý và y học.

Theovi.wikipedia.org

Copy link

Nội dung được phát triển bởi đội ngũ Mytour với mục đích chăm sóc khách hàng và chỉ dành cho khích lệ tinh thần trải nghiệm du lịch, chúng tôi không chịu trách nhiệm và không đưa ra lời khuyên cho mục đích khác.

Nếu bạn thấy bài viết này không phù hợp hoặc sai sót xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected]

Các câu hỏi thường gặp

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là gì và có ứng dụng ra sao trong hóa phân tích?

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là một kỹ thuật hóa phân tích dùng để tách và định lượng các thành phần trong hỗn hợp. HPLC được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu, sản xuất và lĩnh vực y học.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một thiết bị HPLC như thế nào?

Thiết bị HPLC bao gồm bơm, cột sắc ký và đầu dò. Dung môi lỏng được bơm dưới áp suất cao, đẩy hỗn hợp mẫu qua cột, nơi các thành phần được tách ra dựa trên tương tác với vật liệu hấp phụ.

Các yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình phân tách trong HPLC?

Các yếu tố như thành phần và nhiệt độ của pha động, kích thước và tính chất của hạt hấp phụ ảnh hưởng đến quá trình phân tách, từ đó quyết định hiệu quả của HPLC trong tách biệt các chất.

HPLC có những loại cột nào và sự khác biệt giữa chúng là gì?

HPLC sử dụng nhiều loại cột làm từ chất hấp phụ khác nhau. Sự khác biệt giữa chúng chủ yếu nằm ở kích thước hạt và bề mặt, ảnh hưởng đến áp suất hoạt động và độ phân giải trong quá trình sắc ký.

Thời gian lưu trong HPLC là gì và tại sao nó quan trọng?

Thời gian lưu là khoảng thời gian mà một chất phân tích được rửa giải ra khỏi cột. Thời gian này là yếu tố nhận dạng quan trọng, giúp xác định tính chất và sự hiện diện của thành phần trong mẫu.