HPLC Là Gì? Nguyên Tắc Hoạt động Và ứng Dụng Và Những Lưu ý Khi ...

HPLC là gì? Nó xuất hiện từ khi nào? Nguyên tắc hoạt động của HPLC là gì? HPLC gồm những loại nào và ứng dụng để làm gì? Bài viết này sẽ giải đáp tất các thắc mắc trên và chia sẻ đến các bạn những điều gì cần lưu ý khi lựa chọn máy HPLC.

MỤC LỤC

• HPLC là gì?
• Nguồn gốc xuất hiện của HPLC
• Nguyên tắc hoạt động của phương pháp HPLC
• Các thành phần chính của hệ thống HPLC
• Hiện nay có những loại HPLC gì?
• HPLC ứng dụng trong những lĩnh vực gì?
• Những điều gì cần lưu ý khi mua máy HPLC

HPLC là gì?

HPLC là chữ viết tắt của cụm từ High-performance liquid chromatography, là phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao hay còn được gọi là sắc ký lỏng cao áp. Đây là kỹ thuật phân tích phổ biến được nhiều phòng thí nghiệm sử dụng để tách, xác định, tinh chế và định lượng nhiều loại mẫu.

Nguồn gốc xuất hiện của HPLC

Từ viết tắt HPLC do Giáo sư Csaba Horváth đưa ra trong bài báo Pittcon năm 1970, ban đầu để chỉ ra rằng áp suất cao được dùng để tạo nên dòng chảy qua cột sắc ký. Thời kỳ đầu, máy bơm chỉ có áp suất 500 psi (35bar) và được gọi là sắc ký lỏng áp suất cao (high pressure liquid chromatography).

Bắt đầu từ những năm 1970 đã có một bước tiến lớn trong công nghệ. Các thiết bị HPLC mới có thể tạo ra áp suất lên đến 6000 psi (400 bar) và kết hợp các kim tiêm mẫu, đầu dò và cột cải tiến.

Với những tiến bộ liên tục về hiệu suất trong thời gian này, từ viết tắt HPLC vẫn được giữ nguyên nhưng đã thay đổi thành sắc ký lỏng hiệu năng cao.

Ngày nay, nhờ sự phát triển nhanh chóng của ngành chế tạo máy phân tích, phương pháp HPLC ngày càng được phát triển và hiện đại hóa cao. Trong xã hội phát triển hiện nay, HPLC là phương pháp được ứng dụng rất lớn trong nhiều ngành kiểm nghiệm như thuốc (dược phẩm), thực phẩm, môi trường… Và đây là công cụ đắc lực trong phép phân tích định tính, định lượng các loại dược phẩm đa thành phần.

Đến đây, chắc hẳn bạn đã có thể trả lời câu hỏi HPLC là gì và nó xuất hiện như thế nào, cũng như hiểu được tại sao có tài liệu gọi HPLC là sắc ký lỏng cao áp, có chỗ lại là sắc ký lỏng hiệu năng cao. Vậy nguyên tắc hoạt động của phương pháp này là gì và nó có ưu điểm gì so với phương pháp sắc ký lỏng truyền thống?

Nguyên tắc hoạt động của phương pháp HPLC

HPLC là phương pháp tách sắc ký trong đó pha động là chất lỏng và pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn đã được phân chia dưới dạng tiểu phân hoặc là chất lỏng được phủ lên một chất mang rắn, hay một chất mang đã được biến đổi bằng liên kết hóa học với các nhóm chức hữu cơ.

Sắc ký lỏng truyền thống hoạt động ở áp suất thấp, trong khi HPLC hoạt động ở áp suất cao hơn nhiều (50 – 350 bar). Phương pháp sắc ký lỏng thông thường chỉ dựa trên trọng lực để pha động đi qua cột. Trong HPLC chỉ một lượng nhỏ mẫu được tách, cột có đường kính 2.1 – 4.6 mm và chiều dài 30 – 250 mm. Kích thước hạt hấp phụ trong cột nhồi nhỏ hơn (trung bình 2 – 50 µm).

Việc sử dụng các chất nhồi có kích thước nhỏ làm cho hiệu quả tách của phương pháp này tốt hơn so với phương pháp sắc ký lỏng cổ điển. Ngoài ra, HPLC còn có các ưu điểm hơn sắc ký lỏng cổ điển như tốc độ nhanh, độ tách tốt, độ nhạy cao, cột tách dùng được nhiều lần, mẫu chất thu lại dễ vì hầu hết các detector không phá hủy mẫu.

Chính vì vậy, sắc ký lỏng hiệu năng cao đã trở thành phương pháp sắc ký phổ biến hiện nay.

Bây giờ chúng ta cùng tìm hiểu xem hệ thống này gồm những gì?

Các thành phần chính của hệ thống HPLC

Một hệ thống HPLC bao gồm những gì?

Pha động:

Khi lựa chọn pha động cần đảm bảo các yêu cầu gì? Pha động thường là các dung môi hữu có hoặc nước. Tùy chất phân tích, kỹ thuật sắc ký sử dụng… nhưng chúng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

– Không làm già hóa cột tách và các đặc tính của nó

– Phù hợp với đầu dò

– Hòa tan mẫu cần tách

– Có độ nhớt thấp

– Cho phép dễ thu hồi lại mẫu nếu cần

– Tinh khiết, không độc

– Dễ tìm và giá cả vừa phải.

Bộ khử khí

Dùng bộ khử khí để làm gì? Để loại bỏ bọt khí có thể còn sót lại trong dung môi. Bọt khí còn sót lại trong dung môi có thể gây ra các hiện tượng:

– Tạo bọt khí trong detector gây nhiễu

– Tỷ lệ pha động của các đường dung môi không đúng làm thay đổi thời gian lưu

– Khi bọt khí quá nhiều, bộ khử khí không thể loại trừ hết chúng thì bơm cao áp có thể không hút được dung môi, ảnh hưởng đến hoạt động của cả hệ thống.

Bơm cao áp

Dung môi rửa giải (pha động) cần phải chuyển thành dòng qua cột tách liên tục và không có xung ở áp suất cao. Để đạt được điều này bơm cao áp đóng vai trò rất quan trọng. Với hệ thống HPLC, bơm cao áp cần đạt yêu cầu gì? Với mục đích phân tích, công suất bơm cần thiết là khoảng 0.1 – 10ml/phút, áp suất khoảng 300 – 400 bar.

Bộ phận tiêm mẫu:

Bộ phận tiêm mẫu có nhiệm vụ đưa mẫu vào cột phân tích. Có thể tiêm mẫu thử cồng hoặc dùng các bộ nạp mẫu tự động.

Cột sắc ký

Cột sắc ký là nơi chứa pha tĩnh và xảy ra quá trình tách. Là một trong những vấn dề cần cân nhắc lựa chọn khi trang bị hệ thống HPLC.

Thông thường, các cột HPLC là cột có cấu tạo thân cột bằng thép không gỉ. Ưu điểm là loại thép này chịu được áp lực và cũng tương đối trơ với các dung môi.

Ngoài ra, bạn cần quan tâm những vấn đề gì khi lựa chọn cột? Cần lưu ý các vấn đề như: vật liệu pha tĩnh nên là gì? Cấu trúc vật liệu nhồi như thế nào? Kích thước hạt là bao nhiêu? Loại cấu trúc vật liệu nhồi là gì? Đường kính trong, chiều dài cột là bao nhiêu?…

Trong quá trình hoạt động, nhiệt độ pha động và cột cần được giữ ổn định, do đó, thực tế các cột còn được đặt trong buồng điều nhiệt.

Đầu dò

Có rất nhiều loại đầu dò, đầu dò gì phù hợp với HPLC? Câu trả lời là phụ thuộc vào tính chất của chất phân tích mà người ta chọn loại đầu dò phù hợp. Các loại detector thường dùng như máy UV-VIS, tán xạ bay hơi, huỳnh quang…

Bộ ghi nhận, phân tích xử lý dữ liệu

Với các hệ thống HPLC hiện đại, thường có phần mềm đi kèm và phần này sẽ được phần mềm ghi nhận, xử lý và tính toán kết quả.

Hiện nay có những loại HPLC gì?

Dựa vào cơ chế tách chiết sử dụng trong HPLC, có thể chia HPLC thành 4 loại như sau:

· Sắc ký hấp phụ hay sắc ký lỏng – rắn

· Sắc ký phân bố

· Sắc ký ion

· Sắc ký rây phân tử hay sắc ký lọc gel

Trong đó sắc ký phân bố được ứng dụng nhiều nhất vì có thể phân tích được những hợp chất không phân cực đến rất phân cực, hợp chất ion có khối lượng phân tử không quá lớn.

HPLC ứng dụng trong những lĩnh vực gì?

Hiện nay, phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao là phương pháp rất phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khác nhau như: phân tích hợp chất thuốc trừ sâu, thuốc kháng sinh, các chất phụ gia, hợp chất đa vòng, chất bảo quản trong thực phẩm, kiểm soát chất lượng dược phẩm, hay trong cả lĩnh vực môi trường, pháp y, kiểm nghiệm lâm sàng.

Trong ngành dầu khí, HPLC cũng được ứng dụng rộng rãi để xác định đặc tính của các sản phẩm dầu mỏ, tách các sản phẩm chưng cất nhẹ, dầu mỏ và nhiên liệu diesel, nhiên liệu hàng không, dầu bôi trơn và các sản phẩm bitum.

Chẳng hạn, dùng HPLC để phân tích PAHs, perioxide và các sản phẩm của phân đoạn giữa quá trình chưng cất (Middle Distilates) theo các tiêu chuẩn ASTM D6379, D6591, IP391, IP436, IP548 và / hoặc EN12916. Bên cạnh đó nó cũng được dùng để phân tích các hợp chất thơm Aromatics trong JET A1 và Diesel.

Những điều gì cần lưu ý khi mua máy HPLC

Hiện nay có rất nhiều hãng thiết bị HPLC thế giới. Điều này cho phép chúng ta có nhiều sự lựa chọn, nhưng cũng khiến bạn đau đầu vì không biết nên lựa chọn thế nào mới tốt. Chúng tôi xin chia sẻ mẹo khi lựa chọn mua thiết bị.

Nhu cầu của bạn là gì?

Một bước quan trọng trong việc lựa chọn hệ thống HPLC là làm rõ nhu cầu ứng dụng của bạn. Bạn có thể bắt đầu bằng cách trả lời các câu hỏi:

Bạn đang tìm kiếm loại gì?

Một thiết bị đơn giản, độc lập hay một hệ thống hoàn toàn tự động điều khiển bằng phần mềm máy tính.

Ứng dụng của bạn là gì?

Yêu cầu trộn gradient áp suất thấp hay cao? Điều này sẽ ảnh hưởng tới việc lựa chọn bơm.

Quy mô phòng thí nghiệm của bạn là gì?

Phòng thí nghiệm nghiên cứu chuyên nghiệp sẽ cần các hệ thống cao hơn, trong khi các phòng thí nghiệm ở các trường đại học chỉ cần cấu hình cơ bản.

Các phụ kiện cần thiết đi kèm là gì?

Tùy theo từng ứng dụng cụ thể, bạn sẽ cần các phụ kiện khác nhau, cần xem kỹ phương pháp và hỏi kỹ tư vấn để lựa chọn.

Hãy luôn căn cứ vào nhu cầu của bạn để đưa ra quyết định vì các nhà cung cấp thường chào thiết bị phù hợp với ngân sách của bạn hơn là nhu cầu phân tích của bạn.

Tìm kiếm phản hồi của người dùng về khả năng của nhà cung cấp trong việc cung cấp, hỗ trợ dịch vụ

Các phụ kiện cung cấp kèm máy chính là gì? Dựa trên nhu cầu các phụ kiện ở trên để xác định xem các phụ kiện nhà cung cấp bán kèm đã đủ phục vụ nhu cầu phân tích của bạn chưa.

Ngoài các phụ kiện chính, nhà cung cấp có cung cấp thêm phụ tùng gì khác không? Vật tư tiêu hao, thay thế.

Các dịch vụ sau bán hàng gồm những gì? Tốt nhất là nên có nhà phân phối ở địa phương cung cấp các dịch vụ đào tạo, bảo trì, bảo dưỡng sau bán hàng vì HPLC không phải là một hệ thống đem về cắm điện sử dụng ngay.

Thời gian bảo hành thiết bị là bao lâu? Thiết bị phải được bảo hành ít nhất 1 năm kể từ ngày lắp đặt vận hành.

CÔNG TY TNHH BETA TECHNOLOGY  Số nhà 17, Đường số 12, Khu dân cư Cityland Park Hills, Phường 10, Quận Gò Vấp, TP Hồ Chí Minh  0286 2727 095 – 0286 2761 581  0903 042 747 – Mr. Trung  sales@betatechco.com   https://betatechco.com/ – https://thinghiemxangdau.vn/ – https://thietbihoanghiem.com/