Lần đầu nhìn một bản phân tích GC/MS, phần lớn người ta thấy một hàng rào. Những cái cột cao thấp không đều, một danh sách tên hoá chất bên dưới, vài con số phần trăm. Trông như tài liệu kỹ thuật của ai đó khác.
Nó không phải vậy. Trục ngang của biểu đồ đó là trục thời gian trong trải nghiệm ngửi của bạn. Đọc từ trái sang phải là đọc đúng thứ tự bạn sẽ cảm nhận, từ giây thứ ba đến giờ thứ tư. Bài này chỉ ra vì sao, và cả bốn chỗ mà phép so trùng đó không còn đúng. Ba trong bốn chỗ ấy có bài riêng ở phần sau — ở đây chỉ nêu đủ để bạn biết cần cẩn thận chỗ nào.
Cái máy làm gì
Sắc ký khí tách một hỗn hợp bằng cách bắt nó chạy đua.
Mẫu tinh dầu được bơm vào một ống rất mảnh và rất dài — thường dài ba mươi mét, cuộn tròn trong một lò. Thành trong của ống phủ một lớp vật liệu bám dính. Một dòng khí trơ, thường là heli, đẩy toàn bộ hỗn hợp chạy dọc ống.
Các phân tử không chạy cùng tốc độ. Phân tử nào bám vào lớp phủ mạnh hơn thì bị giữ lại lâu hơn. Phân tử nào ít bám hơn thì ra trước. Thời điểm mỗi chất chạm tới đầu kia được gọi là thời gian lưu, và đó chính là vị trí của nó trên trục ngang.
Ở đầu ống, một khối phổ kế bắn vỡ từng phân tử ra rồi cân các mảnh vỡ. Mỗi chất vỡ theo một kiểu riêng, nên bộ mảnh vỡ đó là dấu vân tay dùng để gọi tên nó.
Vậy biểu đồ cho bạn hai thứ: thứ tự trên trục ngang, và tên ở nhãn từng đỉnh.
Vì sao thứ tự đó gần trùng thứ tự bạn ngửi
Với loại cột phổ biến nhất trong phân tích tinh dầu — cột không phân cực, thường ghi là DB-5 hoặc HP-5 — mức độ bám dính phụ thuộc chủ yếu vào độ bay hơi của phân tử. Chất càng dễ bay hơi thì càng ít bám, và càng ra sớm.
Độ bay hơi lại phản ánh khá sát điểm sôi. Phân tử nhỏ, nhẹ, ít liên kết hydro thì sôi thấp và bay nhanh. Phân tử lớn, nặng, nhiều nhóm phân cực thì sôi cao và bay chậm.
Bây giờ nghĩ về giọt tinh dầu trên mảnh giấy thử. Không có lò, không có khí heli, chỉ có không khí phòng. Nhưng nguyên tắc giống hệt: chất nào dễ bay hơi thì rời khỏi mặt giấy trước và chạm mũi bạn trước. Chất nào nặng thì còn nằm lại trên giấy hàng giờ.
Hai quá trình khác nhau về thiết bị nhưng chung một biến số chi phối. Đó là lý do trục ngang của sắc ký đồ đọc được như trục thời gian của trải nghiệm.
Tự kiểm chứng trong bốn giờ
Đừng tin điều trên vì đọc thấy. Làm thử.
Lấy một chai tinh dầu bất kỳ có bản phân tích công khai. Nhỏ một giọt lên mảnh giấy thử, hoặc một dải giấy trắng không tráng phủ cắt rộng chừng một centimet.
Giây thứ ba. Ngửi ngay. Ghi lại ba từ, không hơn. Đối chiếu với ba đến bốn đỉnh đầu tiên bên trái sắc ký đồ.
Phút thứ ba mươi. Ngửi lại. Ba từ. Lúc này phần bên trái đã bay gần hết; cái bạn ngửi thấy nằm ở khoảng giữa biểu đồ.
Giờ thứ tư. Ngửi lại. Cái còn sót là các đỉnh cuối cùng bên phải — thường là sesquiterpene và các phân tử có nhóm phenol.
Ba lần ghi chép đó, đặt cạnh biểu đồ, là bài học không sách nào truyền đạt thay được.
Đọc một ví dụ
Giả sử bạn có trong tay một bản phân tích cho thấy bốn đỉnh đáng chú ý, xếp theo thứ tự ra khỏi cột. Đây là ví dụ dựng để minh hoạ cách đọc, không phải số liệu của một mẫu cụ thể:
Limonene sôi ở khoảng 176 độ. Đây là chất tạo cảm giác vỏ quả, và nó gần như biến mất khỏi giấy thử sau vài phút. Nếu bạn ngửi lại sau nửa tiếng mà vẫn còn nét chua the rõ, hoặc chai đó có bổ sung thứ khác, hoặc bạn đang ngửi phần dư trên tay chứ không phải trên giấy.
Linalool sôi ở khoảng 198 độ. Nằm giữa. Đây là chất chống lưng cho phần hoa và phần ngọt mềm, và nó là lý do nhiều loại tinh dầu rất khác nhau vẫn có một quãng giữa nghe hao hao.
Eugenol sôi ở khoảng 254 độ. Đến muộn, ở lại lâu, mùi đinh hương. Trong lá quế nó là cấu tử chủ đạo; trong vỏ quế nó gần như vắng mặt. Cùng một cây, hai bộ phận, hai vị trí hoàn toàn khác nhau trên biểu đồ.
Beta-caryophyllene sôi ở khoảng 264 độ. Gần như đứng yên trên giấy. Đây là phần bạn còn ngửi thấy trên cổ áo ngày hôm sau.
Đọc từ trái sang phải, bạn vừa đọc xong một buổi chiều.
Bốn chỗ phép so sánh này gãy
Đây là phần quan trọng nhất của bài, và là phần các bài viết khác về chủ đề này thường bỏ qua.
Một — đổi cột thì đổi thứ tự. Trên cột phân cực, thường ghi là WAX hoặc PEG, độ bám không còn phụ thuộc chủ yếu vào độ bay hơi mà phụ thuộc mạnh vào độ phân cực của phân tử. Một alcohol có thể ra sau một hydrocarbon nặng hơn nó. Nếu bản phân tích không ghi loại cột, thời gian lưu trong đó không so sánh được với bất kỳ bản nào khác. → Bài riêng về chỗ này.
Hai — phần trăm diện tích không phải phần trăm khối lượng. Con số phần trăm bên cạnh mỗi đỉnh là tỉ lệ diện tích dưới đường cong, không phải tỉ lệ khối lượng thật. Đầu dò phản ứng khác nhau với từng loại phân tử. → Bài riêng về chỗ này.
Ba — và đây là chỗ quan trọng nhất — chiều cao đỉnh không phải cường độ mùi. Ngưỡng phát hiện của mũi người chênh nhau tới hàng triệu lần giữa chất này với chất khác. Geosmin, chất tạo mùi mưa đầu mùa, bị phát hiện ở nồng độ thấp hơn limonene nhiều bậc. Nghĩa là một đỉnh nhỏ đến mức gần chạm đường nền vẫn có thể quyết định tính cách của cả chai, còn đỉnh cao nhất biểu đồ có thể gần như không đóng góp gì. Đọc biểu đồ theo chiều ngang thì đáng tin; đọc theo chiều dọc thì phải cẩn thận. → Bài riêng về chỗ này.
Bốn — lò sắc ký có chương trình nhiệt. Nhiệt độ lò không đứng yên mà tăng dần theo thời gian chạy. Vì vậy khoảng cách trên trục ngang không tỉ lệ tuyến tính với chênh lệch điểm sôi. Thứ tự thì đúng; khoảng cách thì không đọc theo tỉ lệ được.
Vậy dùng nó thế nào
Coi sắc ký đồ là bản đồ thứ tự, không phải bảng xếp hạng cường độ.
Nó trả lời tốt bốn câu hỏi: cái gì đến trước, cái gì ở lại lâu, chai này thiếu vắng cái gì so với chai cùng loại, và giữa hai lô cùng tên thì phần nào đã dịch chuyển.
Nó không trả lời được câu hỏi chai nào thơm hơn. Câu đó thuộc về mũi bạn, và không máy nào trả lời thay.