Giới thiệu về máy sắc ký khí (GC)
Máy sắc ký khí (Gas Chromatography – GC) là thiết bị phân tích hiện đại dùng để tách, nhận diện và định lượng các thành phần trong hỗn hợp khí hoặc các chất dễ bay hơi mà không bị phân hủy nhiệt.
Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong:
- Hóa phân tích: Xác định thành phần hợp chất hữu cơ và vô cơ.
- Môi trường: Phân tích khí thải, VOC, chất ô nhiễm.
- Thực phẩm – đồ uống: Kiểm tra dư lượng dung môi, hương liệu.
- Dược phẩm: Kiểm soát tạp chất bay hơi.
- Công nghiệp khí: Xác định thành phần khí hỗn hợp và khí công nghiệp.
Nguyên tắc hoạt động của máy GC
Máy GC tách các hợp chất dựa trên sự khác nhau về tốc độ di chuyển qua cột sắc ký, phụ thuộc vào:
- Pha động (Mobile phase): Khí mang (Carrier Gas), thường là helium (He) hoặc nitơ (N₂), có nhiệm vụ vận chuyển mẫu qua cột.
- Pha tĩnh (Stationary phase): Lớp chất lỏng hoặc polymer được phủ trên chất nền rắn trơ, đặt trong cột sắc ký.
Một hệ thống GC tiêu chuẩn gồm 5 bước chính:
| Bước | Mô tả | Chức năng |
| 1. Tiêm mẫu | Mẫu được bơm vào Injector ở nhiệt độ cao để bốc hơi và hòa vào khí mang. | Chuyển mẫu sang dạng khí. |
| 2. Vận chuyển mẫu | Khí mang đưa hỗn hợp vào cột sắc ký chứa pha tĩnh. | Khởi động quá trình phân tách. |
| 3. Phân tách | Trong cột, mỗi hợp chất sẽ tương tác mạnh hoặc yếu với pha tĩnh:
|
Hoàn thiện tách riêng từng chất. |
| 4. Phát hiện | Detector ghi nhận thời điểm và cường độ tín hiệu của từng hợp chất. | Tạo dữ liệu sắc ký đồ. |
| 5. Phân tích kết quả | – Thời gian lưu: Nhận diện chất. – Diện tích/chiều cao đỉnh: Tính hàm lượng. |
Định tính và định lượng. |
Các loại khí sử dụng trong máy GC
Tùy theo loại đầu dò (Detector) mà máy GC yêu cầu khí mang, khí cháy hoặc khí phụ trợ khác nhau.
| Đầu dò | Khí mang | Khí cháy / phụ trợ | Ứng dụng phân tích |
| FID (Flame Ionization Detector) | He, N₂, H₂ | – H₂ (nhiên liệu) – Không khí (O₂) |
Hợp chất hữu cơ dễ cháy, VOC, dung môi. |
| TCD (Thermal Conductivity Detector) | He, H₂ | Không cần khí cháy (chỉ khí tham chiếu khi 2 kênh) | Khí vô cơ (H₂, O₂, N₂, CO₂, CO…), hợp chất hữu cơ, khí vết (ppm–%) trong nền khí. |
| ECD (Electron Capture Detector) | N₂ hoặc Ar + 5% CH₄ (P5 gas) | Không dùng | Hợp chất chứa halogen, PCB, thuốc trừ sâu clo. |
| FPD (Flame Photometric Detector) | He, N₂ | – H₂ – Không khí |
Hợp chất chứa lưu huỳnh (S) và phospho (P) như H₂S, COS, hợp chất P hữu cơ. |
| NPD (Nitrogen Phosphorus Detector) | He, N₂ | – H₂ – Không khí |
Hợp chất chứa N (amin, nitro) và P (thuốc trừ sâu, phân bón hữu cơ |
| MS (Mass Spectrometer) | Helium | Không dùng khí cháy | Phân tích hầu hết hợp chất bay hơi và bán bay hơi. |
Khí chuẩn cho máy GC
Ngoài khí vận hành, máy GC cần khí chuẩn (Calibration Gas) để đảm bảo độ chính xác phân tích.
- Thành phần: Hỗn hợp khí có nồng độ đã biết.
- Mục đích sử dụng:
- Hiệu chuẩn ban đầu khi lắp đặt hoặc thay cột.
- Kiểm tra định kỳ để đảm bảo độ tin cậy của kết quả.
- Chỉ cấp khí khi cần, không chạy liên tục.
Lợi ích khi lựa chọn đúng loại khí cho máy GC
- Đảm bảo độ chính xác cao trong phân tích.
- Kéo dài tuổi thọ cột và đầu dò.
- Tối ưu chi phí vận hành.
- Tăng hiệu suất phân tách, rút ngắn thời gian phân tích.
Khí Công Nghiệp VI NA cung cấp các sản phẩm khí đặc biệt gồm các loại khí đơn như Argon, Nitrogen, Helium, Hydrogen có độ tinh khiết cao 99.9992%, 99.9995%. Và các loại khí hỗn hợp chuẩn có thời hạn sử dụng dài, ổn định và liên kết chuẩn đáp ứng tối ưu yêu cầu của máy phân tích sắc ký khí.
Hãy liên hệ Công ty Khí Công nghiệp VI NA để được tư vấn về sản phẩm và dịch vụ Khí đặc biệt – khí dùng cho máy sắc ký khí.