Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC – High Performance Liquid Chromatography) của Trung tâm Khảo kiểm nghiệm phân bón Quốc gia

1. Giới thiệu chung về hệ thống HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (tiếng Anh: High-performance liquid chromatography; viết tắt: HPLC; còn được gọi là Sắc ký lỏng áp suất cao) là một kỹ thuật trong hóa phân tích dùng để tách, nhận biết, định lượng từng thành phần trong hỗn hợp. Kỹ thuật này dựa trên hệ thống bơm để đẩy dung môi lỏng dưới áp suất cao, trong dung môi có chứa hỗn hợp mẫu, qua một cột sắc ký. Cột sắc ký được đổ bằng vật liệu hấp phụ rắn. Mỗi thành phần trong mẫu tương tác tương đối khác nhau với vật liệu hấp phụ, nên tốc độ dòng của mỗi thành phần khác nhau là khác nhau, dẫn tới sự phân tách các thành phần khì mà chúng chảy ra khỏi cột.

Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao gồm có các bộ phận cơ bản như sau:

Trong đó:

1: Bình chứa pha động.
2: Bộ phận khử khí
3: Bơm cao áp
4: Bộ phận tiêm mẫu
5: Cột sắc ký (pha tĩnh)
6: Đầu dò
7: Hệ thống máy tính có phần mềm ghi nhận tín hiệu, xử lý dữ liệu và điều khiển hệ thống.
8: In dữ liệu. 

Sơ đồ của một thiết bị HPLC đặc thù gồm có cổng lấy mẫu, bơm, và một đầu dò. Cổng lấy mẫu đưa hỗn hợp mẫu và dòng pha động để đi qua cột. Hệ thống bơm đảm bảo tốc độ dòng mong muốn và thành phần của pha động qua cột. Đầu dò tạo ra tín hiệu tỷ lệ với lượng mẫu thành phần đi ra từ cột, do đó cho phép phân tích định lượng của những thành phần trong mẫu. Một bộ vi xử lý số và phần mềm điều khiển thiết bị HPLC và cung cấp dữ liệu phân tích. Một vài mẫu bơm cơ trong thiết bị HPLC có thể trộn nhiều dung môi với nhau trong những tỉ mà thay đổi theo thời gian, tạo ra thành phần gradient trong pha động. Các đầu dò như UV/Vis, PDA hay khối phổ được sử dụng phổ biến. Phần lớn các thiết bị HPLC có lò cột để điều chỉnh nhiệt độ phân tách.

Các chất khi chúng ra khỏi cột và cho các tín hiệu được ghi nhận bằng các đầu dò dưới dạng sắc ký đồ để có thể định tính và định lượng. Tùy theo tính chất của các chất phân tích mà người ta lựa chọn lọai đầu dò phù hợp.
.
Tín hiệu đầu dò thu được có thể là: độ hấp thụ quang, cường độ phát xạ, cường độ điện thế, độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt, chiết suất,…

Trên cơ sở đó, người ta sản xuất các lọai đầu dò sau:

- Đầu dò quang phổ tử ngọai 190-360nm để phát hiện UV
- Đầu dò quang phổ tử ngoại khả kiến (UV-VIS) (190-900nm) để phát hiện các chất hấp thụ quang. Đây là lọai đầu dò thông dụng nhất.
- Đầu dò hùynh quang (RF) để phát hiện các chất hữu cơ chứa huỳnh quang tự nhiên và các dẫn suất có huỳnh quang.
- Đầu dò DAD (Detector Diod Array) có khả năng quét chồng phổ để định tính các chất theo độ hấp thụ cực đại của các chất.
- Đầu dò khúc xạ (chiết suất vi sai) thường dùng đó các loại đường.
- Đầu dò điện hóa: đo dòng, cực phổ, độ dẫn.
- Đầu dò đo độ dẫn nhiệt, hiệu ứng nhiệt,…

2. Hệ thống HPLC tại NCFT

Ngày nay, phương pháp HPLC được ứng dụng rất rộng rãi trong lĩnh vực phân tích định tính cũng như định lượng các thành phần trong dược phẩm, thực phẩm, môi trường, phân bón, hóa chất,… Thiết bị HPLC cũng ngày càng phát triển và hiện đại hơn nhờ sự phát triển nhanh chóng của ngành chế tạo và sản xuất thiết bị phân tích.

Để đảm bảo chất lượng kết quả phân tích nhiều loại chỉ tiêu trên các nền mẫu khác nhau như dược phẩm, thực phẩm, nông sản, môi trường, phân bón, hóa chất,…, đáp ứng được nhu cầu phân tích đa dạng của khách hàng, NCFT đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn trang bị hệ thống HPLC hiện đại của hãng Hitachi Nhật Bản với hầu hết các đầu dò như quang phổ tử ngoại khả kiến (UV-VIS), đầu dò huỳnh quang (FLD), detector dẫn nhiệt TCD… Hệ thống HPLC có gắn bộ phận bơm mẫu tự động nhằm nâng cao tính chính xác và có thể phân tích đồng thời nhiều mẫu.

3. Ứng dụng HPLC phân tích mẫu tại NCFT

Phân tích đa lượng vitamin, kháng sinh, kháng khuẩn, chất bảo quản phụ gia thực phẩm, các loại đường,… trong nông sản, thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, thức ăn thủy sản…

Phân tích hàm lương thiure, axit amin tổng số trong phân bón.