BÀI GIẢNG
CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ
Dr. Nguyen Ngoc Vinh
Sample Mobile phase
t
0
t
1
t
2
t
3
t
4
t
0
t
1
t
2
t
3
t
4
Detector
signals
Time
Detector
Sample Mobile phase
t
0

t
1
t
2
t
3
t
4
Detector
signals
Time
Detector
Khoa Công Nghệ Hóa Học– Bộ môn Hóa Phân Tích
ĐH Công Nghiệp – TP.HCM
Chƣơng 4:
phƣơng pháp GC/MS và GC/IR
4.1. Sắc ký khí ghép khối phổ
1. Nguyên tắc
2. Điều kiện kỹ thuật
3. Phân tích sắc ký ghép khối phổ
4.2. Sắc ký ghép hồng ngoại
1. Nguyên tắc
2. Điều kiện kỹ thuật
3. Phân tích định tính và định lƣợng
 Phƣơng pháp phổ khối lƣợng (Mass Spectrometry - MS) là một
phƣơng pháp phân tích công cụ quan trọng trong phân tích
thành phần, cấu trúc chất
 Bắt đầu từ cuối thế kỷ XIX, Goldstein (1886) và Wein (1898) thấy
rằng một chùm tia ion dƣơng có thể tách ra khỏi nhau dƣới tác
dụng của một điện trƣờng và từ trƣờng

2+
+ 3e
ABCD
+
+ 2e > 95%
 Thiết bị khối phổ đầu tiên đƣợc J. Thomson (Anh) chế tạo năm
1912 và đƣợc hoàn thiện hơn vào năm 1932. Sơ đồ chung:
1. Nạp mẫu và hóa khí mẫu:
Mẫu nạp vào máy có thể ở dạng khí, lỏng, rắn
 Mẫu sau khi biến thành dạng khí đi qua sang buồng ion hóa qua
giao diện interface.
2. Cơ sở kỹ thuật của MS
Hóa khí
mẫu
Bơm hút
Xử lý số
liệu
Ion hóa detctorPhân tích
ion theo
số khối
Nạp mẫu

2. Ion hóa:
các phân tử ở dạng khí phải đƣợc ion hóa bằng các pp thích hợp.
Phƣơng pháp va chạm electron (Electron impact - EI): Phƣơng pháp phổ
biến, dòng khí của mẫu đi vào buồng ion hóa, va chạm với dòng electron
từ một sợi đốt (catod) chuyển động vuông góc với dòng phân tử mẫu. Áp
suất buồng ion hóa đạt 0,005 torr, t
o
200  0,25

CH
4
H
2
O
CH
3
OH
i-C
4
H
10
NH
3
(CH
3
)
2
CO
H
3
+
CH
4
+
, CH
3
+
, CH
5

+
H
+
, (NH
3
)n
(CH
3
)
2
CO
+
Ion hóa bằng ion dƣơng xảy ra theo các bƣớc sau:
Bƣớc 1: pt trung hòa (CH
4
) va chạm với dòng electron mang năng lƣợng
cao trở thành nguồn ion
CH
4
+ e  CH
4
+
+ 2e
CH
4
+
+ CH
4
 CH
5

2
CH
2
+
+ CH
4
 C
2
H
4
+
+ H
2
CH
2
+
+ CH
4
 C
2
H
3
+
+ H
2
+ H
C
2
H
3

+ MH  CH
4
+ MH
+
Phƣơng pháp ion hóa trƣờng (field ionization):
 sử dụng điện trƣờng mạnh để làm bật ra e từ phân tử. Với bề mặt KL
anod có hình nhọn hay sợi mỏng và dƣới chân không cao (10
-6
torr) sẽ
phát sinh lực tĩnh điện đủ làm bật e ra khỏi phân tử mà không đòi hỏi
năng lƣợng quá dƣ.
 Trong pp ion hóa trƣờng, nguồn ion đƣợc tạo ra nhờ một kim nhỏ có d
= vài µm làm anod gắn ngay trƣớc khe vào buồng ion hóa, khe vào
chính là catod, còn có khe hội tụ để tập trung nguồn ion
Phƣơng pháp ion hóa photon:
 Nhiều quá trình ion hóa đòi hỏi năng lƣợng từ 10eV tƣơng ứng với các
photon có bƣớc sóng khoảng 83 – 155nm nằm trong vùng tử ngoại
chân không do đó có thể thực hiện quá trình va chạm photon.
 khối phổ đạt đƣợc cũng tƣơng tự pp va chạm electron. Do năng lƣợng
nhỏ hơn nên phổ này chủ yếu cho ion phân tử và một số mảnh có số
khối lớn tƣơng tự pp ion hóa trƣờng.
 Ngƣời ta cũng sử dụng nguồn laser làm nguồn ion hóa, đó là nguồn
đơn sắc (laser rubi) mang năng lƣợng cao.
3. Tách các Ion theo số khối:
Các ion hình thành có khối lƣợng m và điện tích e , tỷ số z = m/e gọi là số
khối. Chúng sẽ đƣợc tách ra khỏi nhau nhờ một nam châm có từ trƣờng
H
o
hoặc kèm theo một điện trƣờng nữa. Các loại thiết bị tách gồm có:
 Thiết bị khối phổ hội tụ đơn hoặc còn gọi là khối phổ hình quạt hay lệch

cao. Chỉ các dao động của các ion có m/e đặc biệt không tăng lên
theo biên độ dao động và có thể đi qua tâm tứ cực dọc theo trục.
Các ion khác có biên độ dao động tăng sẽ va đập vào thành các
điện cực trƣớc khi có thể vƣợt qua các điện cực đi vào detector.
Phƣơng trình tổng quát của phổ tứ cực nhƣ sau:
 Trong đó K: hằng số,
V: điện áp tần số cao,
r: khoảng cách 2 điện
cực đối nhau, f: tần
số dao động ion
 Độ phân
giải phổ kế
tứ cực
thông
thƣờng đạt
từ 500 –
1000, muốn
nâng cao
Rs, nối 2 –
3 bộ tứ cực
với nhau
nhƣ hình
dƣới (Rs có
thể đạt tới
20.000):
4. Detector:
Sau khi ion hình thành và tách khỏi nhau theo số khối, chúng cần
đƣợc phát hiện và ghi nhận  nhiệm vụ của detector. Các loại
detector trong MS gồm có cốc Faraday, nhân electron thứ cấp, tấm
kính ảnh nhạy ion, hệ thống đếm ion.

 Bộ kết nối nạp chất lỏng trực tiếp (direct liquid insertion, DLI)
 Bộ kết nối băng chuyền (moving belt interface)
 Bộ kết nối phun nhiệt (thermospray)
 Bộ kết nối bắn phá nguyên tử nhanh dòng liên tục (CF-FBA,
Continuous Flow Fast Atom Bombardment)
 Bộ kết nối phun điện
4. Sắc ký lỏng hiệu quả cao ghép MS