Bài giảng chương 3 xử lý mẫu

Nội dung:
+ Xử lý mẫu là gì? Tại sao phải xử lý mẫu
+ Các phương pháp xử lý mẫu
 Kỹ thuật vô cơ hoá khô (xử lý khô),
 Kỹ thuật vô cơ hoá ướt (xử lý ướt).
 Kỹ thuật vô cơ hoá khô- ướt kết hợp,
 Các kỹ thuật chiết (lỏng-lỏng,lỏng-rắn,
rắn-lỏng),
CHƯƠNG III: XỬ LÝ MẪU TRONG PHÂN
TÍCH THỰC PHẨM
CHƯƠNG III: XỬ LÝ MẪU TRONG PHÂN
TÍCH THỰC PHẨM

- Xử lý mẫu là quá trình hoà tan và phân huỷ,
chuyển chất cần xác định về trạng thái phù hợp
với quá trình phân tích.
- Xử lý mẫu đồng thời xãy ra hai quá trình: Phân
hủy cấu trúc của mẫu và chuyển chất cần xác định
về trạng thái phù hợp với quá trình phân tích.
XỬ LÝ MẪU LÀ GÌXỬ LÝ MẪU LÀ GÌ

- Để đưa các chất cần xác định về một trạng thái
thích hợp cho phép đo, theo phương pháp phân
tích đã chọn.
- Để chất phân tích có thể tồn tại trong trạng thái
bền vững và phù hợp với kỹ thuật đo
- Đưa cấu tử phân tích từ nhiều trạng thái khác
nhau trong mẫu về một trạng thái đồng nhất
TẠI SAO PHẢI XỬ LÝ MẪUTẠI SAO PHẢI XỬ LÝ MẪU

Các yếu tố ảnh hưởng đến xử lý mẫu:
 Đối tượng mẫu, matrix của mẫu.
 Bản chất, tính chất của các chất cần phân tích.
 Trạng thái tồn tại, cấu trúc vật lý hoá học của các chất
trong mẫu.
 Phương pháp phân tích được lựa chọn để xác định
chúng.
+ Hàm lượng của chất cần xác định ở mức nào trong mẫu
TẠI SAO PHẢI XỬ LÝ MẪUTẠI SAO PHẢI XỬ LÝ MẪU

 Kỹ thuật vô cơ hoá ướt (xử lý ướt).
 Kỹ thuật vô cơ hoá khô (xử lý khô),
 Kỹ thuật vô cơ hoá khô- ướt kết hợp,
 Các kỹ thuật chiết (lỏng-lỏng, lỏng-rắn, rắn-lỏng)
 Các kỹ thuật sắc ký, v.v.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪUCÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU

Kỹ thuật vô cơ hóa ướt:
- Bằng axit mạnh đặc nóng
- Bằng kiềm nóng chảy
KỸ THUẬT VÔ CƠ HÓA ƯỚTKỸ THUẬT VÔ CƠ HÓA ƯỚT

+ Dựa vào tính axit và tính oxy hóa của các axit để
thực hiện quá trình phá mẫu như : HCl. HNO3, H2SO4,
HClO4 v.v…
+ Tùy vào bản chất của các axit cũng như thành phần
hổn hợp axit mà tạo ra những nhiệt độ khác nhau.
KỸ THUẬT VÔ CƠ HÓA BẰNG AXIT ĐẶC
NÓNG
NÓNG

Với axit đơn
Axit HCl HNO3 H2SO4 H3PO4
HClO
4
HF
Nồng độ (%) 36 65 98 78 72 40
T(sôi) o
C 110 121 280 213 203 120
Với hỗn hợp axit
Loại hỗn hợp của
Thành phần
(V/V)
Nhiệt độ sôi o
C
(HCl/HNO3) 3/1 116-118
(HNO3+ H2SO4) 4/1 130-135
(HNO3+ H2SO4 ) 3/2 150-155
(HNO3+ H2SO4 + HClO4 ) 4/2/2 137-140
(HF+ H2SO4 ) 2/1 130-150
NÓNG
NÓNG

Ưu và nhược điểm:
+ Không bị mất các chất phân tích
+ Nhưng thời gian phân huỷ mẫu rất dài, có thể rút ngắn
bằng kỹ thuật vi sóng
+ Tốn nhiều axit.
+ Dể nhiễm bẩn do môi trường hở ( có thể dùng hệ kín)
Ứng dụng:
Ứng dụng chủ yếu của kỹ thuật xử lý ướt này là để xử lý
mẫu xác định cấu tử chịu nhiệt trong mẫu như mẫu: mẫu
hữu cơ, mẫu vô cơ, mẫu môi trường, mẫu đất, mẫu nước,
mẫu bụi không khí, mẫu kim loại, hợp kim, rau quả và
thực phẩm, v.v.
NÓNG
NÓNG

Nguyên tắc chung:
•Dùng các dung dịch (NaOH, KOH ), hay hỗn hợp
(NaOH +NaHCO3), hay (KOH + Na2O2), nồng độ
khoảng (10 -20%), để phân huỷ mẫu phân tích về
dạng hydroxyl hay muối kiềm dể tan
•Lượng dung dịch phân huỷ: cần lượng lớn từ 8-15
lần lượng mẫu.
•Thời gian phân huỷ: từ 4 - 10 giờ trong hệ hở. Còn
trong hệ lò vi sóng kín chỉ cần thời gian 1-2 giờ.
XỬ LÝ BẰNG KIỀM NÓNGXỬ LÝ BẰNG KIỀM NÓNG

CÁC U NH C ĐI M VÀ PH M VI NGƯ ƯỢ Ể Ạ Ứ
D NGỤ
• Ưu điểm: áp dụng tốt cho các nguyên tố có hợp chất dễ
bay hơi và các nguyên tố và các matrix của mẫu dễ tan
trong kiềm.
• Nhược điểm lớn là tốn nhiều kiềm từ 10 – 15 lần lượng
mẫu.
• Dùng cho một số chất như các chất: Cl-
, Br-
, NO3
-
, SO4
2-
,
PO4
3-
.. và một số mẫu thực phẩm không xử lý được bằng
axit.
XỬ LÝ BẰNG KIỀM NÓNGXỬ LÝ BẰNG KIỀM NÓNG

Kỹ thuật xử lý khô là kỹ thuật nung mẫu trong lò nung ở
một nhiệt độ thích hợp. Mẫu sau khi nung được hoà tan
bằng dung dịch axit phù hợp, chuyển về dạng dung dịch,
sau đó xác định theo phương pháp đã chọn
Nguyên tắc:
KỸ THUẬT VÔ CƠ HÓA KHÔKỸ THUẬT VÔ CƠ HÓA KHÔ

Các yếu tố ảnh hưởng đế quá trình nung
• Nhiệt độ nung
• Thời gian nung
• Chất phụ gia: Bảo vệ các chất phân tích không bị mất và
làm cho quá trình phân hủy mẫu nhanh hơn

Loại mẫu Phụ gia Nhiệt độ Sản phẩm sau khi nung
Đất sét KOH+Na2
O2 550-650 Na2
SiO3
+K2
SiO3
+H2
O
Quặng
Silicat
KOH+Na2
O2 500-600 Na2
SiO3
+K2
SiO3
+H2
O+MeX
Quặng Ferrit 550-600 FeO+Fe2
O3
+SO2
+H2
O
Quặng CuS 550-600 CuO+SO2
+H2
O + Men
Xm
Dolomit 550-650 CaO+MgO+H2
O+CO2
+ Men
Xm
LnCO3
FxH2
O 550-650 Ln2
O3
+CO2
+HF+H2
O +Men
Xm
Nhựa đường 550-650 Mex
Oy
+CO2
+SO2
+H2
O+Men
Xm
Thực
phẩm
KNO3
+HNO3 500-550 Mex
Oy
+CO2
+H2
O+ Kx
Xy
+NO
Rau quả KNO3
+HNO3 500-550 Mex
Oy
+CO2
+H2
O+ Kx
Xy
+NO
Rau quả 500-550 Mex
Oy
+CO2
+H2
O+Men
Xm
Chất hữu cơ 500-600 Mex
Oy
+ CO2
+ H2
O + (NOx
)

Các ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
• Thao tác và cách làm đơn giản,
• Không phải dùng nhiều axit đặc tinh khiết cao đắt
tiền. Xử lý được triệt để, nhất là các mẫu nền hữu
cơ.
• Nhưng có nhược điểm là có thể mất một số chất dễ
bay hơi, ví dụ như Cd, Pb, Zn, Sn, Sb, v.v. nếu
không có chất phụ gia và chất bảo vệ.

• Nguyên tắc:
+ Xử lý sơ bộ bằng phương pháp ướt
+ Thực hiện quá trình nung mẫu
+ Hòa tan mẫu bằng dung môi thích hợp
• Ưu điểm
+ Tận dụng được ưu điểm của cả hai phương pháp
+ Rút ngắn thời gian
+ Giảm chi phí, chỉ bằng 1/5 phương pháp ướt
Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô – ướt kết hợp đã phát huy
được ưu điểm và khắc phục được nhược điểm của phương
pháp vô cơ hóa mẫu khô và vô cơ hóa mẫu ướt.
KỸ THUẬT VÔ CƠ HOÁ KHÔ-ƯỚT KẾT HỢPKỸ THUẬT VÔ CƠ HOÁ KHÔ-ƯỚT KẾT HỢP

•Lấy 5.000 g mẫu đã nghiền mịn vào chén nung,
thêm 5 mL HNO3 45% và 5 mL Mg(NO3)2 5%, trộn đều,
rồi sấy, hay đun nhẹ trên bếp điện cho mẫu sôi, cô cạn
đến khô thành than đen.
•Sau đó đem nung lúc đầu ở 400-450 o
C trong 3 giờ,
rồi nâng lên 550o
C, đến hết than đen.
•Hoà tan tro thu được trong 20 mL dung dịch HCl 1/1
và có thêm 1 mL HNO3 65%, đun nóng cho tan, làm
bay hơi hết axit dư đến còn muối ẩm, định mức bằng
dung dịch HCl 2% thành 25 mL.
Xử lý mẫu rau quả để xác định Na, K, Ca, Cd, Co,
Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn
Xử lý mẫu rau quả để xác định Na, K, Ca, Cd, Co,

•Lấy 5.000 g mẫu vào chén nung, thêm 5 mL HNO3
45%, 2 mL H2SO4 98% và 5 mL Mg(NO3)2 5% ( hay
KNO3), đun sôi .
•Nung ở 400-450o
C trong 3 giờ, tiếp đó ở 550o
C cho
mẫu tro hoá đến khi thấy bả không còn đen.
•Hoà tan tro thu được trong 18 mL HCl 1/1 và có thêm
1.0 mL HNO3 65%, đun nóng cho mẫu tan hoàn toàn,
đuổi hết axit dư đến còn muối ẩm, và định mức thành 25
mL bằng axit HCl 2%. Đây là dung dịch mẫu để xác
định các kim loại bằng các phương pháp UV-VIS, hay
AAS, hay ICP-OES, hoặc ICP-MS.
Xử lý mẫu sữa để xác định Na, K, Ca, Mg, Cd, Co,
Xử lý mẫu sữa để xác định Na, K, Ca, Mg, Cd, Co,

CHIẾT (TRÍCH LY)CHIẾT (TRÍCH LY)
+ Chiết là một quá trình tách một chất ra khỏi mẫu ban đầu,
bằng một pha lỏng thích hợp hay một pha rắn thích hợp.
+ Phân loại: Dựa trên trạng thái của mẫu thường là dạng
lỏng và rắn
Với mẫu dạng lỏng:
Chiết lỏng - lỏng ( liquid- liquid extraction)
Chiết lỏng- rắn ( liquid- solid extraction)
Với mẫu dạng rắn:
Chiết rắn – lỏng (solid- liquid extraction SLE)

• Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết:
+ Bản chất của chất cần trích ly
+ Nền của chất cần trích ly tồn tại
+ Bản chất của dung môi
+ Nhiệt độ của quá trình chiết
+ Thời gian chiết
+ Số lần chiết chiết
+ Kỹ thuật chiết
CHIẾT (TRÍCH LY)CHIẾT (TRÍCH LY)

Hai chất lỏng không hòa tan vào nhau
•Khi hai chất lỏng không hòa tan vào nhau thì lực liên kết
của các phân tử cùng loại lớn hơn rất nhiều lực liên kết các
phân tử khác loại.
•Hổn hợp tạo thành hai chất lỏng không hòa tan vào nhau
có những tính chất chung như:
CHIẾT LỎNG – LỎNG
(Mẫu trích ly dạng lỏng)
BAAB
B
s
hh
s
A
s
hh
sBBAA PPPPPTTTTPPPP 0000
,;; +=+=⇒<<==

+ C1, C2 là nồng độ chất tan ở hai pha dung môi 1 và 2
+ K là hằng số tại một nhiệt độ ,áp suất và ứng với một hệ
dung môi xác định
+ K càng lớn thì hiệu quả tách càng cao
Định luật phân bố Nest: Tỷ lệ nồng độ của một chất phân
bố vào hai chất lỏng không hòa tan vào nhau tại một
nhiệt độ xác định là một đại lượng không đổi, không phụ
thuộc vào lượng cấu tử nào
2
1
C
C
K =

CHIẾT LỎNG – LỎNGCHIẾT LỎNG – LỎNG
Vấn đề: Có một chất tan G trong dm A tạo thành hổn
hợp. Ta dùng một dm B để chiết. Lấy một lượng dm B
cho vào hổn hợp, sau đó lắc, G sẽ phân bố sang dung
môi B và ta tách được G ra khỏi A (dm A và dm B không
hòa tan vào nhau).
Giả sử ban đầu:
+ Có m mol chất G, thể tích dm A là VA(ml) , dm B
dùng VB(ml) để chiết.
+ Sau lần chiết thứ nhất trong dm A còn lại q1phần % số
mol G

1>=
A
B
C
C
K
)
.
(1
)1(
)1(
;
.
1
1
1
11
ba
a
a
b
b
B
a
A
VKV
V
q
V
q
V
q
K
V
mq
C
V
mq
C
+
=⇒
−
=⇒
−
==






+
=
ba
a
VKV
V
qq
.
12
n
ba
a
n
VKV
V
q 





+
=
.
Theo định luật phân bố :
Với:
Chiết lần 2: thực hiện như lần 1 với Vml dm B, giả sử
trong dm A còn lại là q2 phần % chất G
Chiết lần n:
Hay
2
2
. 





+
=
ba
a
VKV
V
q

• Vậy lượng chất tan G chiết qua dung môi B sau n lần
chiết:














+
−=−
n
ba
a
n
VKV
V
q
.
11

Ví dụ 1: Chất tan X phân bố trong hai dung môi nước và benzen có
k = 3. Cho Cbđ = 0,1M, VA= 100ml.
+ Tính nồng độ X còn lại khi cho vào đó 500ml (VB) benzen
+ Tính nồng độ X còn lại sau khi chiết 5 lần với mỗi lần là 100ml
benzen
Ví dụ 2: Chất béo phân bố trong hai dung môi nước – ete có k = 5.
Cho Cbđ = 0,1M , VA= 100ml.
+ Tính nồng độ axit béo trong nước khi cho vào đó 200ml ete
+ Tính nồng độ axit béo trong nước sau khi chiết 5 lần với mỗi lần là
40ml ete

HA ↔ H+
+ A -
Lúc đó nồng độ của chất B hay chất A trong dung môi nước
sẽ bị thay đổ do sự phân ly hay kết hợp trên.
Khi chất tan là những axit hay bazo thì trong dung dịch có
sự phân ly :
B + H+
↔ BH+
Sự ảnh hưởng pH tới quá trình chiết

KHI CHẤT TAN LÀ MỘT BAZ HỬU CƠKHI CHẤT TAN LÀ MỘT BAZ HỬU CƠ
Trong dung môi nước có cần bằng sau:
Như vậy tổng nồng độ chất B trong dm nước là:
[B1] + [HB+
]
Gọi KD là hệ số phân bố thực, ta có
Vì :
Thay: Vào KD
Ta có

KHI CHẤT TAN LÀ MỘT ACID HỬU CƠKHI CHẤT TAN LÀ MỘT ACID HỬU CƠ
Trong dung môi nước có cần bằng sau:
Như vậy tổng nồng độ chất B trong dm nước là:
[A-
]1 + [HA]1
Gọi KD là hệ số phân bố thực ta có
Vì :
Thay: vào KD
Ta có
HA ↔ H+
+ A-

Ví dụ 3: Một dung dịch nước chứa một amin có CM = 0,1M.
Người ta chiết 100ml dung dịch amin này bằng Baz có Kb=
10-5
. Cho K = 3. Tính q trong các trường hợp
a.Chiết một lần với VB = 100ml ở pH = 10
b.Chiết một lần với VB = 100ml ở pH= 12
c. Chiết hai lần với VB = 50ml ở pH= 12
Ví dụ 4: Một dung dịch nước chứa một acid hửu cơ ( Ka=
10-3
) có nồng độ 0,1M. Người ta chiết 100ml dung dịch
acid này bằng một dung môi có K = 4. Tính q còn lại trong
nước ở các trường hợp
a.Chiết một lần với VB = 100ml ở pH = 3
b.Chiết một lần với VB = 100ml ở pH= 1
c.Chiết hai lần với V = 50ml ở pH = 1

MỘT SỐ KỸ THUẬT TRÍCH LY LỎNG -
LỎNG
LỎNG
Trích ly gián đoạn

Trích ly liên tục
LỎNG
LỎNG

TRÍCH LY LỎNG – RẮN
SOLID-PHASE EXTRACTION
TRÍCH LY LỎNG – RẮN
SOLID-PHASE EXTRACTION

• Nguyên tắc của trích ly trên pha rắn
• Tính chất và ưu điểm
• Những sản phẩn silicat và polyme
• Tiến hành
• Áp dụng
34
Nội dung chính
SOLID-PHASE EXTRACTIONSOLID-PHASE EXTRACTION

SPE là m t quá trình trích ly:ộ
+ đó m u pha thái l ng đ cỞ ẫ ở ỏ ượ l cọ qua m t l p ch t cóộ ớ ấ
kh năng h p ph .ả ấ ụ
+ Các ch t c n quan tâm sấ ầ ẽ d ch chuy n theo nh ng t cị ể ữ ố
đ khác nhauộ và phân b trên b m t ch t h p phố ề ặ ấ ấ ụ
+ M i ch t sỗ ấ ẽ l n l tầ ượ đ c r a giãi ra kh i b m t ch tượ ữ ỏ ề ặ ấ
h p th b ng dung môi r a giãiấ ụ ằ ữ
35
Nguyên tắc của SPE

37
So sánh LLE và SPE cột
 Sử dụng 2 - 20 ml dung môiSử dụng 2 - 20 ml dung môi
 Quá trình lọcQuá trình lọc
 Không hình thành hệ nhủKhông hình thành hệ nhủ
 Độ chọn lọc caoĐộ chọn lọc cao
(adsorbent)(adsorbent)
 Thời gian mất 10 - 20 phútThời gian mất 10 - 20 phút
SPE cộtSPE cộtLLELLE
 Sử dụng 200 - 500 ml dung
môi
 Lắc / Quá trình liên tục
 Hình thành hệ nhủ
 Độ chọn lọc thấp
 Thời gian mất 2 giờ

40
SPE Column

41

• Trao đổi anion
 N+
 NH2
• Trao đổi cation
 C6H5-SO3H
 COOH
 SO3H
43
Phases

49
(-CH-CH2)n-
N-CH3
C=O
CH3
R
R
R
Pha tỉnh là một Polyme

50
(-CH-CH2)n-
N-CH3
C=O
CH3
R
R
SO3H or CH2N+
R3SO3H or
CH2N+
R
3
Pha tỉnh là một Polyme

TIẾN HÀNH
•
51

52
4 BƯỚC TRONG
SPE

MeOH
53
THIẾT LẬP ĐIỀU KIỆN CHO NỀN HẤP THỤ LÀ SILICA
Thêm Dung Môi Hửu Cơ Để Làm Sạch Và Hoạt Hóa Chuổi
Alkyl- (C18, C8 Etc.)!
Không Được Để Cột Bị Khô !

MỘT SỐ VÍ DỤ CHIẾT TRÊN PHA RẮNMỘT SỐ VÍ DỤ CHIẾT TRÊN PHA RẮN

55
Ví dụ 1:
Trích ly nhanh chất màu trong đồ uống
Chuẩn bị mẩu:
1 mL blackberry-juice được hòa tan trong 2 mL nước cất.
Ổn định cột
A 3 mL C18 (Baker: 7020-03) cột SPE được thiết lập với 1ml metanol
sau đó là nước cất.
Thêm mẫu và rửa giãi:
Mẫu sau khi chuẩn bị được cho vào cột, thêm 5 ml nước cất để rữa giãi
những thành phần như đường, chất màu của đường hay axit hửu cơ
Giải hấp :
Các chất màu như anthocyanines, flavonoids, tannins and/or alkaloids
là được rữa giãi qua cột bằng metanol đôi khi 2-propanol. .
Định lượng:
Các chất cần phân tích lúc này nằm trong dung dịch rữa giãi có thể xác
định bằng các phương pháp như : TLC- GC-LC v.v…

56
Sample Preparation:
Dissolve 100 mg Fe(NO3)3 or FeCl3 in 10 mL of distilled water or use
an amount of approximately 100mL waste water, which contains iron
(III) ions.
Column Conditioning:
A 3 mL sulfonic acid (Baker: 7090-03) SPE column is conditioned
with 2 mL methanol followed by one column volume of distilled
water.
Sample Addition/Wash:
2 mL of the sample is aspirated through the column.
The column is washed with 2 mL of distilled water.
Elution:
Fe3+
-ions are eluted in 1-2 mL hydrochlorid acid (c=0,1 M).
The eluate is coloured yellow.
Analysis:
Add NH4SCN to the eluate. The colour changes to deep red.
Rapid Extraction of iron-ions from water samples or waste
water

61
Experiment 3:
Rapid Extraction of sugars (glucose)
Sample Preparation:
Dissolve 100 mg glucose in 10 mL water.
A 3 mL Amino (Baker: 7088-03) SPE column is conditioned with
2 methanol.
2 mL of the prepared sample is aspirated through the column.
Elution:
Sugar is eluted with 2 mL water.
Analysis
For detailed analysis: Use few drops of Fehling-solutions
For detailed analysis: An absorption spectrum can be take from
the eluate. - TLC-
experiments can be done.

62
Experiment 4:
Rapid Extraction of ß-carotine from Multivitamine-juice or carot-
juice
Sample Preparation:
5 mL of Multivitamine-juice or carot-juice is filtered or centrifuged.
A 3 mL C18 (Baker: 7020-03) SPE cartridge is conditioned with
methanol followed by one column volume of distilled water.
The prepared sample is aspirated through the column. A 2 mL
distilled water wash is used to remove all the other compounds.
Elution:
ß-carotine is eluted with about 2 mL heptane-acetone mixture
(8:2,v,v). the eluate is coloured yellow.
Analysis:
For detailed analysis - an absorption spectrum can be taken
from the eluate.
- TLC-experiments can be performed.

TRÍCH LY RẮN - LỎNG
( Mẫu trích là dạng rắn)
TRÍCH LY RẮN - LỎNG
( Mẫu trích là dạng rắn)
 Quá trích trích ly các hợp chất hửu cơ như lipid, chất màu,
hương, chất có hoạt tính sinh học v.v...
 Quá trình trích ly được thực hiện bằng sự tác động của
dung môi dưới tác động của các yếu tố như : lắc, nhiệt độ,
áp suất, sóng siêu âm, vi sóng v.v…
 Chất tan sẽ bức khỏi bề mặt sau đó hòa tan, phân tán vào
dung môi
Đồ thị mô tả hiệu suất thu
hồi chất tan từ nền mẫu rắn
theo thời gian
John R, Dean – Extraction
techniques in analytical sciences

CÁC KỸ THUẬT TRÍCH LY RẮN – LỎNGCÁC KỸ THUẬT TRÍCH LY RẮN – LỎNG
 Chiết Soxhlet
 Chiết Soxhlet tự động ( Soxtec)
 Chiết PFT (Pressure fluid extraction)
 Chiết SFT( Supercritical fluid extraction)

 Bộ chiết Soxhlet bào gồm 3 bộ phận
chính: bình chưa dung môi- bộ phận trích
ly- bộ phận sinh hàn
 Vật liệu được cho vào ở bộ phận trích ly
 Tùy vào mục đích của quá trình mà người
ta có thêm các chất khác như : chất hấp thụ
nước, chất tăng độ phân tán, chất tạo kết
tủa v.v…
 Thông thường gồm 4 chu kỳ/ giờ và tiến
trình thực hiện từ 6 – 24 giờ
 Đây là kỹ thuật được xem là chuẩn khi so
sánh với các kỹ thuật khác
MỘT SỐ KỸ THUẬT TRÍCH LY RẮN-LỎNGMỘT SỐ KỸ THUẬT TRÍCH LY RẮN-LỎNG

 Quá trình chiết Soxhtec đi qua 3 giai đoạn: Giai đoạn một
mẫu được ngâm trong dung môi đun sôi- giai đoạn hai, túi
chứa mẫu được nhấc ra khỏi pha dung môi, tiến trình thực
hiện như chiết Soxhlet- giai đoạn 3 thu hồi dung môi.
 Tùy vào bản chất của từng quá trình mà thời gian thực hiện
cho từng quá trình là khác nhau
 Sự kết hợp tiến trình xãy ra qua 3 giai đoạn làm cho hiệu
quả trích ly tăng cao so với chiết Soxhlet

Chiết Soxhlet kết hợp với siêu âm và vi sóng

Tác d ng c a vi sóng trong trích lyụ ủTác d ng c a vi sóng trong trích lyụ ủ
+ Vi sóng có tần số 0.3 –
300 GHz và thường sử trong
thực phẩm là 2450MHz.
+ Năng lượng photon tương
ứng là 0,016eV nhỏ hơn so
với H-OH là 4,8 eV, CH3-
CH3 là 3,61 eV, nối
hydrogen là 0,04-0,44 eV)
+Vi sóng có bản chất là sóng điện từ, khi dòng bức xạ điện từ
này tác động lên dung dịch có chứa những phân tử phân cực
thì chúng làm cho các phân tử này quay, năng lượng quay
của các phân tử này chuyển sang nhiệt năng làm nhiệt độ hệ
tăng.

Tác d ng c a vi sóng trong trích lyụ ủTác d ng c a vi sóng trong trích lyụ ủ
+ Vi sóng nâng nhiệt độ của vật thể từ bên trong, một cách
đồng đều và nhanh chóng.
+ Hiện tượng này làm tăng tốc quá trình khuếch tán của
chất cần trích ly vào dung môi.
+ Sự tăng nhiệt đột ngột làm hóa hơi các phân tử dung
môi, gia tăng đột ngột áp suất giúp phá vỡ cấu trúc tế bào,
chuyển chất tan vào dung môi
+ Các quá trình trích ly bằng vi sóng thường có thời gian
ngắn hơn rất nhiều so với phương pháp trích ly thông
thường,

Hiệu quả truyền nhiệt giữa hai kỹ thuật

Tác d ng c a sóng siêu âm trong trích lyụ ủTác d ng c a sóng siêu âm trong trích lyụ ủ
+ Siêu âm là sóng âm có tần số lớn. Năng lượng siêu âm
trong dải tần số 20 – 100kHz .
+ Sóng siêu âm lan truyền chậm hơn sóng điện từ khoảng
100.000 lần.
+ Sóng siêu âm có thể dễ dàng xâm nhập vào các vật liệu
chắn sáng, trong khi nhiều bức xạ ánh sáng không làm
được.

+Tác dụng nhiệt: Khi sóng siêu âm tác dụng lên một vật,
năng lượng của chúng sẽ chuyển sang vật đó ở dạng nhiệt
năng. Nhiệt độ tăng cục bộ này có thể lên đến hơn 4800
K
với một số sóng siêu âm.
+ Tác dụng xâm thực: Xâm thực làm hình thành, phát triển
và vỡ của các bọt khí gây nên sự biến đổi áp suất. Tại bọt
khí ở thời điểm vỡ bọt có thể đạt nhiệt độ lên đến 5000
K và
áp suất 200atm dẫn tới làm phá vỡ bề mặt vật liệu và tăng
khả năng khuếch tán dung môi

+ Tác dụng lên cấu trúc: khi chất lỏng nằm trong trường
tác động của sóng siêu âm cường độ cao, dao dộng và
áp lực của sóng sẻ làm tăng độ nhớt của chất lỏng.
+ Nén và dãn: khi sóng siêu âm năng lượng cao đi qua
môi trường rắn, nó gây nên một loạt các chu kỳ nén và
dãn liên tục tương ứng với tần số của sóng siêu âm. Sự
nén dản liên tục với tần số cao làm cho bề mặt vật liệu
rắn có thể bị phá vỡ.

KỸ THUẬT TRÍCH LY PFE
(PRESSURIZED FLUID EXTRACTION)
KỸ THUẬT TRÍCH LY PFE
(PRESSURIZED FLUID EXTRACTION)
+ Kỹ thuật được đưa ra vào
năm 1995 do hãng Dionex
phát minh
+ Cơ sở của kỹ thuật là sử
dụng dung môi ở nhiệt độ cao
và áp suất cao trong quá trình
trích ly.
+ Tốc độ trích ly tăng do độ
nhớt và sức căng bề mặt của
dung môi giảm trong khi tính
hòa tan và tốc độ khuyếch tán
của nó vào mẫu tăng lên.

+ Sự kết hợp giữa nhiệt
độ cao và áp suất cao đem
lại hiệu quả trích ly cao
hơn.
+ Sự chọn lựa dung môi
cho quá trình trích ly là
phụ thuộc vào bản chất
của cấu tử cần trích ly.

Các yếu tố làm tăng hiệu suất
thu hồi trong trích ly PFE+ Khi nhiệt độ tăng khả
năng hòa tan tăng.
+ Khi nhiệt độ tăng khả
năng khuyếch tán tăng.
+ Trong suốt quá trình DM
luôn được bổ sung làm
tăng quá trình chuyển chất.
+ Việc tăng áp suất làm
dung môi luôn ở trạng thái
lỏng, làm tăng tiếp xúc pha
giữa dung môi và vật liệu.
+ Việc tăng áp suất và nhiệt độ trong quá trình trích ly làm
giảm đi lực liên kết giữa chất tan và nền vật liệu như liên kết
hydro, lực Vander Waals, tương tác lưởng cực

Các yếu tố tối ưu hóa cho quá trình trích ly PFE
Các thông số quá trình thể hiện tối ưu hóa cho quá trình trích ly
thông qua hiệu suất thu hồi cao nhất. Các thồng số được xem
xét gồm:
+ Chọn dung môi hay hổn hợp dung môi trích ly.
+ Chu kỳ trích ly và số lần trích ly.
+ Nhiệt độ trích ly (an toàn) thường từ 40- 2000
C
+ Áp suất trích ly (an toàn) thường từ 70- 160atm.
+ Thời gian trích ly thường từ 2- 16 phút

KỸ THUẬT CHIẾT DÒNG SIÊU CHẢY
Supercritical fluid extraction
KỸ THUẬT CHIẾT DÒNG SIÊU CHẢY
Supercritical fluid extraction
+ Dòng siêu chảy là một dạng
vật chất mà sự tồn tại của nó
nằm ở trên nhiệt độ tới hạn và áp
suất tới hạn của chúng, được nhà
khoa học Baron Cagniard de la
Tour khám phá vào năm 1822.
+ Tại trạng thái siêu tới hạn vật chất tồn tại song song cả hai
trạng thái lỏng và khí. Kỹ thuật trích ly dòng siêu chảy được sử
dụng khoảng thập niên 1880.
+ Một loạt chất được lkhai1 thác để ứng dụng cho quá trình trích
ly như NH3, N2O, Hydrocacbon, CO2. Trong đó CO2 được sự
dụng nhiều nhất do tính ưu việt của nó.

KỸ THUẬT CHIẾT DÒNG SIÊU CHẢYKỸ THUẬT CHIẾT DÒNG SIÊU CHẢY

Những đặc tính của vật chất tại trạng thái SFE trong trích ly
+ Sức căng bề mặt thấp
+ Độ nhớt thấp
+ Độ linh động cao
+ Chất tan dể chuyển từ vật liệu vào dung
môi.
+ Chất tan dể tách ra khỏi pha lỏng vào
pha hơi và ngưng tụ, điều này dẫn tới hiệu
suất trích ly tăng.
+ Có những tính chất ưu việt của PFE

Những lý do chọn CO2 trong kỹ thuật trích ly dòng siêu
chảy+ Áp suất tới hạn vừa phải
+ Nhiệt độ tới hạn thấp
+ Không độc hại và hoạt tính thấp
+ Giá thành thấp, và dể làm tinh chế.
+ Quá trình trích ly thực hiện nhỏ hơn 1500
C.
+ Rất tốt cho quá trình trích đối với những chất kèm bền nhiệt.
+ Rất tốt khi trích ly những chất kém phân cực.
+ Phù hợp cho quá trích ly những hợp chất có độ phân cực vừa
như PHA (polycyclic Aromatic Hydrocacbon)
+ Dể dàng tách chất tan ra khỏi dịch trích ly.
+ Quá trình trích ly kín nên không có sự biến đổi do ánh sáng
và không khí.
+ Có thể nối trực tiếp với thiết bị GC hay LC

Cải thiện kỹ thuật SFE (CO2) trong trích ly các chất phân cực:
+ Thêm trực tiếp dung môi hửu cơ vào trong cell chứa mẫu.
+ Thêm một bình chứa dung môi hữu cơ trong khoang chứa
dung môi.
+ Đặt một van để điều chỉnh tỷ lệ giữa dòng dung môi hữu cơ
và dòng CO2

Bài giảng chương 3 xử lý mẫu

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (19)

Similaire à Bài giảng chương 3 xử lý mẫu

Similaire à Bài giảng chương 3 xử lý mẫu (20)

Bài giảng chương 3 xử lý mẫu

Notes de l'éditeur