Sắc ký pha thường

Nguồn: Introduction to HPLC, Shimadzu, LC World Talk Special Issue Volume 1

Sắc ký pha thường (Normal-phase Chromatography)

Ngày nay, sắc ký pha đảo là phương pháp phân tách HPLC thông dụng nhất, trong khi sắc ký pha thường chỉ giới hạn trong một số ứng dụng. Những lợi ích khác nhau của sắc ký pha thường gồm có ứng dụng mở rộng của nó đối với sự khó khăn trong việc phân tích các hợp chất ion, nhờ có sự phát triển của sắc ký pha đảo ghép cặp ion, và dễ vận hành, như pha động với thành phần chính là nước có thể được sử dụng. Tuy nhiên, sắc ký pha thuận cung cấp nhiều đặc tính khác biệt so với những phương pháp phân tách khác-gồm cả sắc ký pha đảo, và nó có thể cực kì hữu dụng trong một số trường hợp.

Sắc ký pha thường là gì?

Trước đây, sắc ký pha thường được định nghĩa là một loại sắc ký phân bố trong đó độ phân cực của pha tĩnh lớn hơn so với độ phân cực của pha động. Hơn nữa, sắc ký hấp phụ, được phân loại thành phương pháp phân tách dạng “sắc ký rắn-lỏng”¹, ngày nay cũng được xem là một kiểu sắc ký pha thường. Trong hầu hết các trường hợp, pha tĩnh trong sắc ký pha thường là cột silica gel xốp chưa qua xử lý hóa học [vẫn còn 100% nhóm chức silanol] (cột SIL) hoặc cột chứa silica gel biến tính hóa học, gắn trên bề mặt các nhóm chức phân cực như -aminopropyl (cột NH₂) hoặc -cyanopropyl (cột CN). Pha động thường được sử dụng gồm ethanol hoặc một dung môi phân cực khác pha lẫn một dung môi không phân cực như n-hexane. Tuy vậy, đôi khi cần sử dụng pha động chứa thêm nước để phân tích những chất phân cực mạnh. Khả năng phân tách đối với mỗi thành phần khác nhau tùy theo hệ số phân bố giữa pha động và pha tĩnh. Tương tác giữa pha tĩnh và những hợp chất mục tiêu xuyên suốt quá trình sắc ký pha thường chu yếu là tương tác ưa nước, còn có cả tương tác bởi liên kết hydrogen và tương tác tĩnh điện. Chính vì thế, sắc ký pha thường cung cấp độ chọn lọc phân tách khác hẳn sắc ký pha đảo (chủ yếu dựa trên tương tác kỵ nước).

Sắc ký pha thường được dùng để làm gì?

Sắc ký pha thường có thể phân lập một cách dễ dàng những đồng phân của hợp chất tocopherol, khó có thể thực hiện bởi sắc ký pha đảo, và phân tách các hợp chất đường, khó giữ lại trên cột của sắc ký pha đảo. Phương pháp này có thể rửa giải đồng loạt các thành phần với các nhóm thế alkyl có độ dài và phân nhánh khác nhau trong quá trình phân tích các hợp chất loại alkyl benzene sulfonate. Như đã nói ở trên, các đặc tính của những vùng lưu giữ chất cần phân tích khác với sắc ký pha đảo [cơ chế hoạt động pha tĩnh của hai phương pháp sắc ký khác nhau]. Hơn nữa, vì trong sắc ký pha thường dung môi thường không chứa nước nên kĩ thuật này là lý tưởng cho việc phân lập những hợp chất dễ bị thủy phân như acid anhydride; cho việc cô đặc sản phẩm sau quá trình phân đoạn từ sắc ký; hoặc dành cho yêu cầu làm khô của sắc ký điều chế và tinh chế. Sắc ký pha thường còn có thể có ích khi nhìn từ góc độ hiệu suất lượng tử trong phương pháp phát hiện huỳnh quang, hệ số hấp thu quang mol và bước sóng phát hiện trong phương pháp phát hiện đo độ hấp thu quang.     

Nghiên cứu về sự phân tách bằng sắc ký pha thường

Với sắc ký pha thường, việc tăng độ phân cực của pha động thường tăng tốc độ rửa giải. Ví dụ, nếu một hỗn hợp n-hexane và ethanol được dùng làm pha động, sự rửa giải trở nên nhanh hơn nếu tỉ phần ethanol, có độ phân cực cao hơn, tăng lên. Cần lưu tâm rằng mối liên hệ này hoàn toàn trái ngược với sắc ký pha đảo (tốc độ rửa giải tăng khi độ phân cực của pha động giảm). Việc sử dụng pha động là một dung môi có độ nhớt thấp đôi khi cho phép đạt tốc độ dòng chảy cao và sự cân bằng cột diễn ra nhanh chóng. Trong trường hợp cột NH₂ hoặc cột CN được dùng, một vài thành phần trong pha động dẫn đến độ phân cực của pha động ngược với pha tĩnh, điều đó làm cho cột sắc ký khi này thể hiện chức năng như một cột sắc ký pha đảo. Vì thế, điều quan trọng là phải nhận thấy được khả năng rằng động thái rửa giải có thể thay đổi mạnh bất thường, đặc biệt khi sử dụng pha động chứa phần lớn là nước.  

Kết luận

Sắc ký pha thường là một kĩ thuật phân tách quan trọng đối với một vài trường hợp. Nó gần như chắc chắn có thể tiếp tục được sử dụng trong một khoảng giới hạn mục tiêu phân tích.

Chú thích

¹Có nhiều cách phân loại sắc ký khác nhau như phân loại theo bản chất vật lý các pha, phương tiện giữ pha tĩnh, cơ chế tách,..

Theo bản chất vật lý các pha: sắc ký lỏng-lỏng (liquid-liquid chromatography, LLC), lỏng-rắn (liquid-solid chromatography, LSC), khí-lỏng (gas-liquid chromatography, GLC), khí-rắn (gas – solid chromatography, GSC)

Theo cơ chế tách: sắc ký hấp phụ, phân bố, ái lực, rây phân tử, trao đổi ion,…

Theo phương tiện giữ pha tĩnh: sắc ký trên cột, sắc ký lớp mỏng, sắc ký giấy,.. 

 

Thuật ngữ

Normal phase chromatography: Sắc ký pha thường (hoặc sắc ký pha thuận) >< Reversed phase chromatography: Sắc ký pha đảo

Partition chromatography: Sắc ký phân bố

Distribution ratio: Hệ số phân bố

Hydrophilic interaction: Tương tác ưa/ái nước >< Hydrophobic interaction: Tương tác kỵ nước

Xem thêm các bài viết khác theo mục lục tại đây: https://trinhhaithang.wordpress.com/2016/09/07/tai-lieu-co-ban-huu-ich-ve-hplc-dich-thuat/