1
MỞ ĐẦU
Gấc là thứ quả có nhiều ở Việt Nam. Nó thường được dùng để nấu xôi - một
món ăn truyền thống, ăn có vị rất ngon và chứa nhiều chất bổ dưỡng. Xôi gấc có
màu đỏ tươi, thơm, ngọt dịu, dẻo, béo rất ngon, mọi người thường dùng trong
những dịp đặc biệt như cúng tổ tiên, hay lễ tết, hội hè. Tuy nhiên, khi ăn xôi, ta
thường bỏ đi hai vị thuốc quý đó là màng bọc hạt gấc và nhân hạt gấc.
Màng bọc hạt gấc có chứa một vị thuốc quý là carotene (tiền sinh tố A), có
tác dụng điều trị quáng gà, làm sáng mắt, giúp trẻ con mau lớn, người già thêm
cứng cáp, giúp các vết thương mau liền sẹo Còn nhân hạt gấc là một vị thuốc rất
quý có tác dụng làm tan các vết bầm do chấn thương, làm vết thương mau lành.
Theo bác sĩ Trần Danh Tài - Chủ tịch Hội Đông y tỉnh Lâm Đồng thì: "Tác
dụng của tinh dầu hạt gấc chẳng kém gì các loại mật gấu (như gấu rừng, gấu nuôi,
gấu chó, gấu mèo), nên chúng tôi hay gọi vui đây là mật gấu treo". Từ lâu, nhân
dân ta đã biết cách chế dầu từ nhân hạt gấc theo phương pháp thủ công làm thuốc
dùng trong gia đình, dùng được cho tất cả vết thương bị bầm dập, tụ máu, bị mụn
nhọt, quai bị, viêm tuyến vú , ngoài ra còn có tác dụng chữa trĩ, chữa chai bàn
chân.
Nhân hạt gấc chứa rất nhiều chất như axit béo, đường, tannin, protein, 1 số
enzim…song không thể không nhắc đến 2 hợp chất có tên acid momordic và
momordin, chúng là 1 trong những dưỡng chất chính tạo nên tính năng chữa bệnh
đặc biệt của nhân hạt gấc.
Acid momordic có mặt trong thành phần của nhiều loại thuốc bán trên thị
trường, đặc biệt là các thuốc dùng để chữa trị các khối u, các nốt sưng tấy. Không
những thế, các thuốc chữa bệnh tiểu đường như GLUCO-FX cũng chứa acid
momordic trong thành phần của nó, acid momordic góp phần làm giảm lượng
đường trong máu. Momordin cũng không phải xa lạ, momordin cùng với charantin
và một số dưỡng chất khác có trong thành phần của trái khổ qua đã tô điểm nên
những công dụng đặc biệt của loại quả này đối với cơ thể con người, tiêu biểu nhất
2
đó là vị thuốc chữa bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insulin (đái tháo đường
hạt gấc chưa được các nhà khoa học quan tâm. Với ý tưởng cùng với lí do trên,
chúng tôi quyết định chọn đề tài:
3
“Nghiên cứu chiết tách Acid Momordic và Momordin trong hạt gấc thu nhận
tại Đà Nẵng” làm đề tài tốt nghiệp cuối khoá cho mình.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Đại cương về hợp chất Terpenoid [1], [2], [3], [4]
1.1.1. Thành phần cơ bản và tính chất chung của các loại hợp chất tecpen
Tecpen là một loại hợp chất hữu cơ có nhiều trong tinh dầu của các loại cây và
hoa, chúng thuộc vào số các hợp chất phổ biến nhất. Chúng có tính đa dạng về mặt
cấu trúc, song các tecpen đều có nét chung thống nhất đó là phân tử tecpen được
xem như sản phầm trùng hợp của izopren theo kiểu “đầu nối với đuôi”, tuy rằng
izopren không phải là nguyên liệu cấu trúc ra các tecpen.
Isopren (C
5
H
8
) Ocimen (C
10
H
16
)
Dựa vào số đơn vị isopren để chia các tecpen thành:
Monotecpen (C
10
) số đơn vị isopren là 2
Sesquitecpen (C
15
) 3
thuộc vào các nhóm thế ở quanh vòng.
Cần chú ý rằng, hiện tượng đồng phân hoá và sự sắp xếplại cấu trúc trong
phân tử của chúng có thể xảy ra ngay trong quá trình chiết xuất để cho ra những
hợp chất “giả” vốn không có trong cây.
Về mặt phân bố trong tự nhiên, tecpen có mặt trong hầu hết các lớp từ thực vật
bậc thấp như tảo, nấm đến thực vật bậc cao và cả trong động vật, vi khuẩn. Nhưng
mỗi nhóm tecpen có sự phân bố đặc trưng. Monotecpen là thành phần chủ yếu của
tinh dầu đã tìm thấy trong hơn 60 họ thực vật, nhưng tập trung chủ yếu trong
khoảng 10 họ. Sesquitecpen phân bố đặc trưng trong họ Asteraceae, các Saponin
Steroid trong cây một lá mầm, trong khi saponin tecpen có chủ yếu trong cây 2 lá
mầm. Glycozit tim tập trung một số chi thuộc các họ Apocynaceae-
Scrophulariaceae, Aselepidaceae,Moraceae…
Ngoài khái niệm tecpen người ta còn dùng khái niệm terpenoid để bao hàm
rộng rãi các sản phẩm thoái biến tự nhiên và các dẫn xuất tự nhiên hay tổng hợp các
tecpen. Tuy nhiên khi sử dụng thì hầu như không có sự phân biệt rõ ràng về ranh
giới giữa hai khái niệm này.
Tuy nhiên đã có khá nhiều ngoại lệ của quy luật nêu trên. Để giải thích điều
này người ta dựa vào “quy tắc isopren phát sinh sinh vật” (“biogenetic isopren
rule”; Ruzicka, 1953), theo quy tắc này thì các terpenoid được lắp ráp bởi các đơn
vị C
5
(tương tự isopren), sau đó cấu trúc được tạo thành ban đầu có thể bị biến đổi
bởi emzim theo nhiều cách khác nhau để sinh ra các kiểu cấu trúc được biết.
5
Để giải thích quá trình sinh tổng hợp các terpenoid, các nhà khoa học đã nổ
lực tìm kiếm chất được gọi là “isopren hoạt động”, tức đơn vị C
5
có thể hợp nhất
thành các isoprenoid. Lời giải đáp đã được tìm thấy vào năm 1956, khi axit
mevalonic (MVA) được phân lập bởi Folkers và đã chứng tỏ được là có thể dễ dàng
cấu trúc lipophil đi qua được vách ngăn máu – não, artemisinin đặc biệt có hiệu quả
đối với bệnh sốt rét thể não làm chết người. Taxol được phân lập từ loài thông đỏ
Taxus brevifolia, đã được phép dung làm thuốc điều trị ung thư buồng trứng từ năm
1992 và ung thư vú từ năm 1993.
Nhiều terpenoid thể hiện những hoạt tính sinh học đáng chú ý khác như
Peyssonol từ một loài tảo Peyssonnelia sp. ức chế HIV reve transeriptaza. Một số
terpenoid có hoạt tính sinh học cao đối với thực vật hoặc đóng vai trò nhất định về
mặt sinh thái học. Từ loài cây Acorus calamus L. đã phân lập được một dẫn xuất
acoran mới có tác dụng ức chế sự nảy mầm của hạt rau diếp. Các pyrethrin, thí dụ
pyrethrin I, chứa trong các tuyến ở lá và hoa cây Chrysanthemum cinerariaefolium
có tác dụng trừ sâu tiếp xúc mạnh, nhưng lại không độc đối với người và động vật
máu nóng khác. Chất axit 2,3-đihiđrofanesolic là terpen duy nhất được phân lập từ
cây cà chua dại Lycospersicum hisutum, chất này kháng lại các loài động vật chân
đốt ăn cỏ. Nhiều terpenoid là các pheromon, ví dụ các monoterpenoid cis- và trans –
verbenol là những chất có khả năng dẫn dụ con bọ cái ở loại bọ cách cứng đục vỏ
cây Ips paraconfusus.
Trong phân loại tecpen không thể không nhắc đến triterpenoid (C
30
) có trong
nhiều nấm thực vật, dầu ôliu, dầu gan cá mập (40%), trong đó squalen là tiền tố để
tổng hợp ra steroid.
Đặc biệt, trong nhân hạt gấc và trái khổ qua đều có chứa một hợp chất
triterpenoid có tên là Acid Momordic. Chính hợp chất acid momordic này đã góp
phần tô điểm thêm vai trò to lớn của 2 loại quả cùng thuộc họ bí và được xem như
vị thuốc quý của mọi nhà.
7
H
HO
HO
Saponin có tính chất chung là khi hoà tan vào nước có tác dụng làm giảm sức
căng bề mặt của dung dịch tạo nhiều bọt, có tính chất phá huyết, độc đối với động
vật máu lạnh nhất là đối với cá, tạo thành phức với cholesterol, có vị hắc và làm hắt
hơi mạnh. Một vài động vật cũng có saponin như các loài hải sâm, cá sao.
Các saponin đều là các chất hoạt quang. Thường các steroid saponin thì tả
truyền còn triterpenoid saponin thì hữu truyền. Điểm nóng chảy của các sapogenin
thường rất cao.
9
Dưới tác dụng của enzym có trong thực vật hay vi khuẩn hoặc do axít loãng,
saponin bị thuỷ phân thành các phần gồm genin gọi là sapogenin và phần đường
gồm một hoặc nhiều phân tử đường. Các đường phổ biến là D-glucoza, D-
galactoza, L-arabinoza, axít galactunoic, axít D-glucuronic Phần genin có thể có
cấu trúc cholan như sapogeninsterod hoặc sapogenintritecpen dạng -amirin (axit
olenoic), dạng α-amirin (axit asiatic), dạng lupol (axit buletinie) hoặc tritecpen bốn
vòng.
Dựa vào cấu trúc của phần sapogenin, người ta chia saponin ra làm 3 nhóm
lớn là triterpenoid saponin, steroit saponin và glicoancaloid dạng steroid.
Saponin có loại axít, trung tính hoặc kiềm. Trong đó, triterpenoid saponin
thường là trung tính hoặc axít (phân tử có nhóm –COOH). Steroid saponin nhóm
spirostan và furostan thuộc loại trung tính còn nhóm glicoancaloid thuộc loại kiềm.
Đã có hơn 10 saponin được phân lập từ rễ gấc, trong đó không thể không nhắc
đến các chất momordin thuộc nhóm saponin triterpenoid. Momordin là một trong
những dưỡng chất có lợi cho cơ thể, không chỉ có trong rễ gấc mà còn có trong
thành phần của hạt gấc và trái khổ qua.
COOH
O
O
OH
OH
OH
phân biệt hai loại gấc sau đây:
- Gấc nếp trái to có vỏ mỏng nhiều hạt, vỏ trái có màu xanh gai to, it gai, khi
chín chuyển sang màu đỏ cam, bổ tái ra bên trong trái có màu đỏ tươi rất đậm.
- Gấc tẻ (gấc sẽ) trái nhỏ hoặc trung bình vỏ dày tương đối có ít hạt, gai
nhọn, trái bổ ra bên trong có màu vàng nhạt và màng đỏ bao bọc hạt thường có màu
đỏ nhạt hoặc màu hồng không được đỏ tươi đậm như gấc nếp.
Thời vụ trồng gấc tốt nhất ở miền Nam là đầu hoặc cuối mùa mưa, ở miền Bắc
thời vụ thường vào đầu tháng hai dương lịch lúc trời có mưa xuân.
1.3.2. Ứng dụng
Cây gấc có nhiều ứng dụng, cụ thể:
• Rễ gấc: còn gọi là phong kỷ nam sao vàng, tán mỏng, dùng uống
chữa tê thấp sưng chân.
• Lá gấc: Viện đông y dùng lá gấc với lá tầm gửi đắp ngoài da làm
thuốc tiêu sưng tấy.
• Màng gấc: dùng để đồ xôi, ăn cả xôi và màng gấc.
• Dầu gấc: có tác dụng như những thuốc có vitamin A, dung bôi lên
các vết thương, vết loét, vết bỏng làm cho chóng lành, lên da. Uống dầu gấc người
bệnh chóng lên cân, tăng sức chống đỡ bệnh tật của cơ thể.
• Hạt gấc: Đông y gọi là mộc miết tử (con ba ba gỗ) vì nó dẹt, hình gần
như tròn, vỏ cứng, mép có răng cưa, hai mặt có những đường vân lõm xuống, trông
tựa như con ba ba nhỏ.
Hạt có vị đắng, hơi ngọt, tính ẩm, có độc dùng chữa các chứng bệnh
ung thũng, mụn nhọt độc, tràng hạt, eczema, viêm da thần kinh, trĩ, phụ nữ sưng vú.
12
Có thể chế thuốc viên hay tán bột uống. Liều uống từ 0,8 – 1,2 g. Nhưng thường
dùng đắp ngoài da đồ mụn nhọt. Nhân dân ta còn dùng để đắp chữa chai bàn chân.
Trong nhân dân, nhiều gia đình có thói quen để dành hạt gấc sống hoặc
đã qua đồ xôi. Khi cần đến thì chặt đôi đem mài với ít rượu hoặc giấm thanh để bôi
chỗ sưng tấy do mụn nhọt, sưng quai bị; bôi nhiều lần trong ngày, cứ khô lại bôi, rất
mau khỏi. Có người giã nhân hạt gấc với một ít rượu, đắp lên chỗ vú sưng, đắp liên
không bay hơi hoặc bay hơi có điểm sôi cao hoặc thấp không đáng kể (khoảng
80
0
C) so với chất phân tích, ta chỉ cần tiến hành chưng cất thường (chưng cất đơn
giản), nghĩa là chuyển chúng sang pha hơi trong một bình cất có nhánh rồi ngưng tụ
hơi của nó bằng ống sinh hàn vào một bình hứng khác. Thường được áp dụng để
tinh chế các chất thô. Đối với những chất sôi cao nằm trong khoảng 150
0
C < Đ
s
<
300
0
C cần tiến hành cất dưới áp suất giảm để tránh phân huỷ nhiệt (thông thường
khi áp suất hơi bên ngoài giảm một nửa thì nhiệt độ sôi giảm khoảng 15
0
C).
1.4.2.2. Chưng cất phân đoạn
Phương pháp chưng cất phân đoạn dùng để tách hai hay nhiều chất lỏng có
nhiệt độ sôi gần nhau tan lẫn hoàn toàn trong nhau, dựa trên nguyên tắc có sự phân
bố khác nhau về thành phần các cấu tử giữa pha lỏng và pha hơi ở trạng thái cân
bằng (ở cùng nhiệt độ).
Như vậy, bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi- ngưng tụ; bay
hơi- ngưng tụ lại…ta dần dần có thể thu được cấu tử A có nhiệt độ sôi thấp hơn ở
dạng gần tinh khiết. Vì vậy người ta dùng phương pháp tinh luyện bằng cách lắp
trên bình chưng cất một cột cao có nhiều đĩa (cột Vigrơ) giúp cho việc tái tạo quá
trình bay hơi ngưng tụ trên. Nhờ vậy chất lỏng A dễ bay hơi dần dần thoát lên trên,
ở trạng thái ngày càng tinh khiết, còn chất lỏng B có nhiệt độ sôi cao hơn, ngưng tụ
trở lại bình chưng. Có thể người ta dùng loại cột lấp đầy các mảnh hoặc ống thuỷ
14
hết chất cần tinh chế.
Sau khi đã dùng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, thường ta phải
chiết tách các chất cần tinh chế ra khỏi nước bằng một dung môi thích hợp, rồi lại
15
tiến hành chưng cất phân đoạn để tách dung môi. Cuối cùng chưng cất lấy tinh khiết
bằng bình chưng cất có gắn nhiệt kế dưới áp suất thấp, với sự kiểm tra nhiệt độ của
chất cần tinh chế.
1.4.3. Phương pháp chiết
1.4.3.1. Giới thiệu chung
Chiết là dùng dung môi thích hợp có khả năng hoà tan chất đang cần tách và
tinh chế để tách chất đó ra khỏi môi trường rắn hoặc lỏng khác. Thường người ta
dùng một dung môi sôi thấp và ít tan trong nước (vì các chất hữu cơ cần tinh chế
thường ít tan trong nước), chất đó sẽ chuyển phần lớn lên dung môi và ta có thể
dùng phểu để tách riêng dung dịch thu được ra khỏi nước.
Bằng cách lặp đi lặp lại việc chiết một số lần, ta có thể tách hoàn toàn chất cần
tinh chế vào dung môi đã chọn, sau đó cất loại dung môi và cất lấy chất tinh khiết ở
nhiệt độ và áp suất thích hợp.
Người ta cũng thường chiết một chất từ hổn hợp rắn bằng một dung môi hoặc
hoặc hỗn hợp dung môi với một dụng cụ chuyên dùng đặc biệt gọi là bình chiết
Soxhlet. Dung môi được đun nóng, cho bay hơi liên tục chảy vào bình chứa hổn hợp
cần chiết tách (thường gói trong giấy lọc), nó sẽ hoà tan chất rắn cần tinh chế và
nhờ một ống xiphông, dung dịch chảy xuống bình cầu bên dưới, dung môi nguyên
chất lại tiếp tục được cất lên. Phương pháp này tiết kiệm được dung môi và hiệu quả
tương đối cao.
1.4.3.2. Kỹ thuật chiết Soxhlet
• Nguyên tắc
Chiết Soxhlet là một kiểu chiết liên tục đặc biệt thực hiện nhờ một trang bị
riêng của nó. Kiểu chiết này cũng như kiểu chiết lỏng- lỏng nên về bản chất của sự
chiết vẫn là định luật phân bố chất trong hai pha không trộn vào nhau. Song ở đây
pha mẫu là ở trạng thái lỏng, bột, hoặc dạng mảnh hoặc dạng lá. Còn dung môi
vật mẫu xốp khô (lá cây)… kỹ thuật này được ứng dụng chủ yếu để tách các hợp
chất hữu cơ từ các mẫu cây lá, rau quả hoặc mẫu đất như ví dụ trên.
1.4.4. Các phương pháp sắc kí
Phương pháp sắc kí được Xvét phát minh ra để tách các chất bằng hấp phụ từ
đầu thế kỷ 20 (1903). Đến nay đã trở thành một phương pháp tinh chế, định tính,
định lượng rất quan trọng trong hoá học nói chung và trong nghành hoá học hữu cơ
nói riêng, được phát triển rất mạnh và được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các
phòng thí nghiệm.
17
Nguyên tắc chung của phương pháp sắc kí như sau: Hỗn hợp chất nghiên cứu
ở pha lỏng (dung dịch) hay pha khí được cho qua bề mặt chất hấp phụ ở pha rắn hay
pha lỏng khó bay hơi. Do khả năng tương tác với pha tĩnh khác nhau nên các chất
khác nhau trong hỗn hợp nghiên cứu chuyển động với vận tốc khác nhau và dần
được phân tách ra từng cấu tử riêng biệt. Người ta phân chia ra làm các loại sắc kí
khác nhau.
1.4.4.1. Sắc kí cột (sắc kí hấp phụ)
Trong phương pháp sắc kí cột, người ta dùng các cột thuỷ tinh hay đôi khi
bằng kim loại, có kích thước thông thường là 15 × 1; 25 × 2; 40 × 3 hoặc 60 × 4 cm;
dùng các chất hấp phụ dạng bột thường là nhôm oxit, siliccagel, tinh bột hoặc
barisunphat… hoặc một chất bất kỳ khác không tương tác với dung môi. Hỗn hợp
chất nghiên cứu được hoà tan trong một dung môi trơ thích hợp và cho chảy qua
cột. Các chất trong hỗn hợp nghiên cứu dần dần tách ra khỏi chúng và chúng chiếm
các vị trí khác nhau trên cột hấp phụ. Vì lúc đầu người ta tiến hành trên cột thí
nghiệm với các chất màu, khi chúng tách ra tạo thành các khoang màu khác nhau
trên ống hấp phụ nên phương pháp này gọi là phương pháp sắc kí. Sau đó người ta
tách riêng từng chất hoặc bằng cách cắt cột hấp phụ thành từng đoạn ứng với từng
chất, hoặc liên tục đổ thêm dung môi, các chất sẽ lần lượt được rửa trôi và thoát ra
bình hứng ở các thời điểm khác nhau.
Đơn giản bằng sơ đồ hoá như sau:
Sắc kí giấy thường dùng để định tính các chất, nhưng cũng có thể dùng để
định lượng sơ bộ dựa vào độ đậm và tiết diện của vết chất nghiên cứu.
19
1.4.4.3. Sắc kí lớp mỏng
Phương pháp này được Izmailop và Schreiber đề nghị từ năm 1938, được Stan
phát triển và hoàn thiện năm 1955, khiến nó có ứng dụng rộng rãi.
Người ta tráng một lớp mỏng chất hấp phụ có thể là Al
2
O
3
hoặc silicagel, lên
một tấm kính kích thước 10× 12 hoặc 20 × 20 cm, chấm một giọt chất nghiên cứu
hay hỗn hợp nghiên cứu lên một đầu bản (cách mép khoảng 2 cm) rồi cho dung môi
chạy như sắc kí giấy.
Phương pháp sắc kí lớp mỏng thường cho hiệu quả tách cao, thời gian ngắn,
lượng chất ít, thường được sử dụng để định tính và tách các chất thiên nhiên. Nó
cũng được các nhà tổng hợp hoá học sử dụng thường xuyên để nhanh chóng phân
tách các chất thu được sau phản ứng.
1.4.4.4. Sắc kí khí lỏng
Những năm gần đây sắc kí khí lỏng (còn được gọi là sắc kí khí) được phát
triển mạnh mẽ, mở ra khả năng lớn trong phân tích và tách các hợp chất dễ bay hơi.
Phương pháp thông thường là cho vài giọt Microlit chất lỏng phân tích vào thiết bị
bay hơi rồi dùng dòng khí mang (thường là Heli) lôi cuốn hơi của chúng qua một
ống dài nung nóng nạp đầy một chất rắn xốp (ví dụ gạch chịu lửa tán nhỏ, nhôm
oxit, silicagel, than hoạt tính…) được tẩm bằng chất lỏng khó bay hơi như dầu
silicon, polyetylen glycol, các este sôi cao… Khi đó xảy ra sự phân bố các chất giữa
pha lỏng và pha khí, đồng thời chỉ cần sự khác nhau nhỏ trong sự phân bố này giữa
các cấu tử trong hỗn hợp cũng đủ để phân tách hoàn toàn các chất lỏng trong hỗn
hợp, vì nó được lặp đi lặp lại trong ống dài. Người ta thường nhận biết từng chất
thoát ra ở cuối ống bằng cách đo sự thay đổi độ dẫn điện của khí thoát ra. Tuy nhiên
được ghi nhớ lại nhờ một cấu trúc ghi, thường là một máy tính cá nhân (11). Khi
cần thiết người ta có thể thu nhập từng phần dung dịch thoát một cách tự động theo
yêu cầu.
12
12
9
7
13
10
6
2
8
8
3
11
4
1
5
21
Hình 1.1. Sơ đồ sắc kí lỏng cao áp.
Chú thích: 1,2 - Bình dung dịch rửa 9- Detector
3,4- Bơm 10- Bộ pin
5- Bộ điều khiển 11- Khối xử lí kết quả phân tích
6- Buồng trộn 12- Bộ thu sản phẩm
7- Ống phun 13- Ôn nhiệt
8- Cột sắc kí
1.5. Phương pháp vật lí xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ
1.5.1. Phương pháp xác dịnh phổ hồng ngoại (IR)
1.5.1.1. Cơ sở của phương pháp
Muốn thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cần thực hiện các bước sau:
(2)
(1)
(3) (4)
(5)
(6)
23
1. Hoá hơi mẫu phân tích đưa về trạng thái khí. Mục đích của quá trình này là
tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân tích. Đám hơi của các nguyên
tử tự do này chính là môi trường hầp thụ bức xạ và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử.
2. Quá trình nguyên tử hoá thường dược thực hiện với tác dụng của các loại
nguồn nhiệt theo phương pháp ngọn lửa hay không ngọn lửa. Đây là quá trình quan
trọng nhất và ảnh hưởng đến kết quả của phép đo.
3. Thu toàn bộ chùm tia sáng sau khi đi qua môi trường hấp thụ, phân ly chúng
thành phổ và chọn vạch phổ cần đo của nguyên tố phân tích hướng vào khe đo
cường độ vạch phổ.
4. Ghi nhận tín hiệu đo và kết quả đo của cường độ vạch phổ hấp thụ bằng
thiết bị ghi phổ.
1.5.3. Phương pháp phổ khối lượng
1.5.3.1. Nguyên lý máy đo phổ khối lượng
Máy phổ khối lượng được chế tạo thực hiện 3 nhiệm vụ cơ bản là:
Chuyển chất nghiên cứu thành thể khí (làm bay hơi mẫu nghiên cứu ở
áp suất thấp và ở nhiệt độ thích hợp).
Tạo ra các ion từ các phân tử khí đó.
Phân tách các ion đó rồi ghi lại tín hiệu theo tỉ số khối lượng/diện tích
(m/ze) của chúng.
Bởi vì xác suất tạo thành các ion có z > 1 là rất nhỏ và e = const do đó thông
thường m/ze chính là khối lượng của ion.
Về mặt nguyên lí hoạt động, có thể sơ đồ hoá một máy phổ khối lượng thành
4 khối như sau:
V/cm)
- Với những chất không bay hơi hoặc không bền nhiệt: dùng phương
pháp phản hấp thụ bởi trường (mẫu rắn đặt trực tiếp lên anod)
- Ngoài ra còn dùng một số phương pháp nữa để tạo ra ion phân tử (ví
dụ tia laze).
2. Xét đoán cấu trúc phân tử
Để xét đoán cấu trúc phân tử của một hợp chất chưa biết cần phân tích
tỉ mỉ phổ khối lượng. Phân tích phổ khối lượng là qui kết cho mỗi pic trên một phổ
mảnh phân tử xác định và chỉ rõ sự tạo thành ion mãnh đó.
25
1.5.4. Phương pháp sắc kí khí khối phổ (GC/MS)
Phương pháp sắc kí khí khối phổ dựa trên cơ sở nối ghép máy sắc kí khí với
máy phổ khối lượng. Việc tách các hợp phần từ một hốn hợp chất hữu cơ vốn là sở
trường của phương pháp sắc kí khí khối phổ.
Phương pháp phổ khối lượng với độ nhạy tuyệt vời (cở 10
-6
– 10
-9
g) và tốc độ
ghi nhanh sẽ cho những thông tin xác định cấu trúc từ những lượng chất rất nhỏ
tách ra được nhờ phương pháp sắc kí. Việc liên kết hai kỹ thuật này đã tạo ra một
công cụ mạnh mẽ để tách biệt và nhận biết các hợp phần của các hỗn hợp tự nhiên
và tổng hợp. Nhờ sự liên kết này mà người ta có thể thu được khối phổ lượng đủ
chấp nhận đối với tất cả các hợp phần mà sắc kí khí tách ra được, kể cả với những
hợp phần với khối lượng chỉ cỡ picogam và có mặt trong một vài giây. Giữa máy
sắc kí khí và máy phổ khối lượng có một bộ phận dùng để tách khí mang trước khi
vào buồng ion hoá. Toàn bộ hệ thống GC/MS được nối với máy tính để tự động
điều khiển hoạt động của hệ, lưu trữ và xử lí số liệu.
Làm thế nào để phân tích các kết quả từ máy tính? Dưới đây là một hình khối
phổ. Trục X là khối lượng còn trục Y là số lượng. Mỗi hóa chất chỉ tạo ra một mô