Hotline: 096 302 9988

Hỗ trợ: 096 302 9988

sales@hoachat.com.vn

HPLC là gì? Nguyên tắc, thành phần, phân loại, ứng dụng của HPLC

12/07/2021

HPLC là tên viết tắt của High Performance Liquid Chromatography - phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao, trước đây còn được gọi là High Pressure Liquid Chromatography - phương pháp sắc ký lỏng cao áp. Để hiểu rõ hơn các vấn đề liên quan đến HPLC là gì, các bạn hãy cũng chúng tôi đón đọc nội dung bài viết dưới đây nhé.

HPLC là gì?

HPLC hay phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao là một kỹ thuật phân tích dùng để tách, xác định và định lượng các thành phần trong một hỗn hợp nào đó. Đây là một phương pháp chia tách mà trong đó, pha động là chất lỏng còn pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn đã được phân chia dưới dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng phủ lên một chất rắn, thậm chí là một chất đã được biến đổi bằng liên kết hóa học với các nhóm chức hữu cơ. 

Phương pháp này ra đời vào năm 1967-1968 và là một dạng sắc ký lỏng cột được cải tiến dựa trên cơ sở là sự phát triển và cải tiến từ phương pháp sắc ký cổ điển. Đó là để dung môi chảy với áp suất cao, lên tới 400 atm thay vì chảy dưới áp suất của trọng lực, nhờ đó mà tốc độ chảy của dung môi pha động cũng tăng lên.

Hiện nay, nó là kỹ thuật sắc ký cao nhất và được ứng dụng cho hầu hết các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới vì có độ nhạy cao, khả năng định lượng tốt, thích hợp tách các hợp chất khó bay hơi cũng như các hợp chất dễ phân hủy bởi nhiệt.

HPLC là gì?

HPLC - sắc kí lỏng là gì?

Nguyên tắc của phương pháp HPLC

HPLC hoạt động với nguyên tắc là tách một mẫu gồm hỗn hợp nhiều thành phần thành các bộ phận cấu thành nên nó dựa trên sự khác biệt về ái lực giữa các phân tử khác nhau với 2 pha là pha động và pha tĩnh (được sử dụng trong quá trình tách).

Nguyên tắc của hương pháp hplc

Nguyên tắc của hương pháp hplc

Các thành phần chính của hệ thống HPLC

1. Dung môi

Pha động hoặc dung môi của hệ thống HPLC thường là hỗn hợp các chất lỏng phân cực và không phân cực có nồng độ tương ứng và sẽ thay đổi tùy thuộc vào thành phần của mẫu. Chúng được chứa trong một resorvoir thủy tinh.

2. Bơm - Bộ phận dùng để phân phối dung môi

Một máy bơm hút pha động từ resorvoir chuyển nó đi qua cột và bộ phát hiện hệ thống. Tùy vào các yếu tố như kích thước cột, kích thước hạt của pha tĩnh, tốc độ của dòng chảy dung môi và thành phần của pha động mà áp suất vận hành được tạo ra có thể lên tới 42000 kPa (khoảng 6000 psi).

3. Bộ tiêm mẫu 

Bộ tiêm mẫu có thể là một mũi tiêm đơn hoặc một hệ thống tiêm tự động. Một kim phun trong hệ thống HPLC cho phép tiêm mẫu chất lỏng trong phạm vi 0,1 - 100 ml thể tích với độ tái lập cao dưới áp suất cao (có thể đạt đến 4000 psi).

4. Cột

Cột sắc ký thường được làm bằng thép không gỉ đánh bóng, dài từ 50 - 300 mm và có đường kính trong từ 2 - 5 mm. Các cột có đường kính trong nhỏ hơn 2 mm được gọi là cột microbore.

Cột sắc ký thường chứa đầy một pha đứng yên và điều kiện phân tích lý tưởng nhất chính là nhiệt độ của pha động và cột sắc ký được giữ không đổi trong suốt quá trình phân tích.

5. Đầu dò - Detector

Đầu dò HPLC nằm ở cuối cột sắc ký để phát hiện các chất phân tích sau khi chúng được rửa giải từ cột. Các máy dò này thường là máy quang phổ UV, máy quang phổ huỳnh quang, máy quang phổ khối và máy điện hóa.

6. Thiết bị thu thập dữ liệu

Tín hiệu từ đầu dò có thể thu thập được trên máy ghi biểu đồ hoặc bộ tích hợp điện tử sẽ khác nhau về độ phức tạp, khả năng xử lý, lưu trữ và xử lý lại dữ liệu sắc ký. Máy tính sẽ tích hợp phản ứng của đầu dò với từng thành phần và đặt nó vào máy sắc ký để dễ đọc và dễ diễn giải.

Nguyên tắc của phương pháp hplc

Các thành phần chính của HPLC

Có bao nhiêu loại HPLC hiện nay

Dựa vào sự khác biệt về cơ chế tách chiết sử dụng trong HPLC mà người ta cũng chia nó thành 4 loại như sau:

1. Sắc ký hấp phụ/ sắc ký lỏng rắn

2. Sắc ký phân bố

Được sử dụng nhiều nhất vì có thể phân tích được nhiều loại hợp chất, bao gồm hợp chất không phân cực, hợp chất rất phân cực và hợp chất ion có khối lượng phân tử không quá lớn (<3000).

Trong sắc ký phân bố người ta lại chia ra thành 2 loại dựa trên độ phân cực tương đối giữa pha tĩnh và pha động, đó là sắc ký pha thường và sắc ký pha đảo.

- HPLC pha thường

Cột chứa chất hấp phụ là các hạt silica nhỏ và dung môi (chủ yếu là dung môi không phân cực) như n-hexane. Cột điển hình có đường kính trong tối đa là 4,6 mm và chiều dài từ 150 - 250 mm. Các hợp chất của dung môi không phân cực trong hỗn hợp sẽ đi qua cột nhanh hơn do các hợp chất phân cực bám vào silica lâu hơn.

- HPLC pha đảo 

Kích thước cột trong HPLC pha đảo thường giống với HPLC pha thường nhưng chất hấp phụ là các hạt silica đã được biến đổi thành chất không phân cực bằng cách gắn các chuỗi hydrocacbon dài (8–18 nguyên tử C) lên bề mặt của nó. Vì vậy mà pha động của HPLC pha đảo là các dung môi phân cực, ví dụ như hỗn hợp của nước methanol.

Ở loại HPLC pha đảo, các hợp chất phân cực trong hỗn hợp cần phân tách sẽ đi qua cột nhanh hơn do có lực hút mạnh với dung môi phân cực còn các phân tử không phân cực bị giữ lại và ra chậm hơn vì nó có cùng tính chất với chất hấp phụ nên bị liên kết với các nhóm hydrocacbon thông qua lực phân tán van der Waals và các tương tác kỵ nước. Hơn nữa, các dung môi không phân cực cũng ít hòa tan trong các thành phần pha động việc tương tác của chúng với các nhóm hydrocarbon cũng diễn ra thuận lợi hơn.

So với pha thường thì HPLC pha đảo là dạng được sử dụng phổ biến hơn.

3. Sắc ký ion

Bề mặt pha tĩnh được bao phủ bởi các điện tích ion tích điện trái dấu với các ion mẫu. Đây là kỹ thuật được sử dụng gần như là độc quyền với các mẫu ion hoặc ion hóa. Điện tích trên mẫu càng mạnh thì càng bị hút mạnh vào bề mặt ion và nhờ vậy mà nó sẽ được lưu giữ với thời gian lâu hơn để rửa giải. Pha động sẽ là các dung dịch đệm, được kiểm soát về độ pH và cường độ ion.

4. Sắc ký rây phân tử

Cột được nhồi bằng các vật liệu có kích thước lỗ rỗng thông qua chọn lọc chính xác và các hạt được phân tách theo kích thước phân tử của nó. Các phân tử càng lớn thì càng được rửa qua cột nhanh hơn, còn các phân tử nhỏ vì tốn nhiều thời gian đi qua các lỗ rỗng của hạt đi ra khỏi cột lâu hơn.

Cách hoạt động của HPLC

Trong phương pháp HPLC, một máy bơm sẽ đẩy dung môi hay pha động đi qua cột dưới áp suất cao (có thể lên đến 400 atm). Chất hấp phụ ở đây thường là vật liệu dạng hạt được làm từ các hạt rắn như silica hoặc polyme.

Nhờ có áp suất cao mà thời gian xử lý mẫu diễn ra nhanh hơn nhiều so với sắc ký cột cổ điển. Điều này cho phép chúng ta sử dụng các chất hấp phụ có kích thước hạt nhỏ hơn để làm tăng diện tích bề mặt tương tác giữa pha tĩnh và các phân tử chảy qua nó. Nhờ đó mà việc phân tách các thành phần của hỗn hợp tốt hơn.

Dung môi được sử  trong phương pháp HPLC thường là hỗn hợp các dung môi như nước, acetonitrile và/hoặc methanol.

Các thành phần của hỗn hợp được tách khỏi nhau vì mức độ tương tác của chúng với các hạt hấp thụ là khác nhau. Điều này làm cho tốc độ rửa giải của các chất trong hỗn hợp là khác nhau và tạo nên sự phân tách các thành phần khi chúng ra khỏi cột. So với sắc ký cột cổ điển, HPLC có tính tự động hóa cao hơn và độ nhạy cũng tốt hơn rất nhiều.

Ứng dụng của phương pháp HPLC

1. HPLC trong dược phẩm 

  • Giúp kiểm soát sự ổn định của thuốc và chất lượng dược phẩm.
  • Nghiên cứu giải thể máy tính bảng của dạng bào chế dược phẩm.

2. HPLC trong môi trường

HPLC có thể được dùng cho tất cả các loại mẫu như không khí, nước, đất. Nó cho phép tách và định lượng mức xuất hiên của các hợp chất hữu cơ trong mẫu, kể cả các hợp chất dễ bay hơi và có nhiệt độ thấp. Vì vậy mà phương pháp này rất hữu ích trong việc phân tích các chất gây ô nhiễm thực phẩm, kể cả như dư lượng thuốc trừ sâu. Nó cũng giúp phát hiện các hợp chất phenolic có trong nước uống và theo dõi sinh học các chất ô nhiễm.

3. HPLC trong pháp y

HPLC giúp định lượng thuốc trong mẫu sinh học, xác định steroid, cocaine và các loại thuốc lạm dụng khác có trong máu, nước tiểu,…và phân tích pháp y về thuốc nhuộm dệt may.

4. Trong thực phẩm

HPLC giúp đo lường chất lượng của nước giải khát và nước, phân tích lương đường trong nước ép trái cây và phân tích các hợp chất đa vòng có trong rau.

5. Trong xét nghiệm lâm sàng

Phương pháp HPLC được dùng để phân tích nước tiểu, phân tích kháng sinh trong máu. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng để phân tích bilirubin, biliverdin trong rối loạn gan và phát hiện Neuropeptide nội sinh trong dịch ngoại bào của não.

ứng dụng của phương pháp hplc

Ứng dụng của phương pháp hplc

Vậy là chúng tôi đã giúp các bạn trả lời được câu hỏi HPLC là gì và nguyên tắc hoạt động, phân loại, ứng dụng của HPLC trong cuộc sống. Nếu bạn có thắc mắc nào cần giải quyết, vui lòng để lại bình luận trên website https://ammonia-vietchem.vn/ để các bạn tư vấn viên có thể hỗ trợ tốt nhất.

 Xem thêm:

Đánh giá - Bình luận
Nhận xét đánh giá

Không được bỏ trống

Không được bỏ trống

Không được bỏ trống

Danh mục tin tức

Vui lòng đợi

Chúng tôi sẽ liên hệ tới bạn sớm nhất có thể

Có lỗi hệ thống, vui lòng thử lại sau, xin cảm ơn!.

096 302 9988