Dụng cụ kết hợp khí chất di độngLà một công cụ phân tích thu nhỏ, di động tích hợp sắc ký khí (GC) với công nghệ quang phổ khối (MS), cho phép phân tách, định tính và định lượng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi hoặc bán dễ bay hơi trong hỗn hợp phức tạp một cách nhanh chóng trong lĩnh vực này. So với thiết bị kết hợp khí chất máy tính để bàn truyền thống, thiết bị cầm tay có kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và tiêu thụ điện năng thấp, thích hợp cho các tình huống mà các mẫu không thể được gửi trở lại phòng thí nghiệm trong lĩnh vực thực địa, khẩn cấp, trang web công nghiệp, v.v. là một công cụ quan trọng trong giám sát môi trường hiện đại, an toàn công cộng, thử nghiệm công nghiệp và thăm dò nghiên cứu khoa học.
Nguyên tắc hoạt động
Nguyên tắc hoạt động của bộ kết hợp khí chất di động về cơ bản phù hợp với GC-MS loại phòng thí nghiệm và được chia thành hai bước cốt lõi:
Tách sắc ký khí (GC):
Các mẫu (khí, bầu trời trên cao hoặc ống hấp phụ được xử lý bằng cách khử nhiệt) được đưa vào hệ thống sắc ký thông qua một cột sắc ký nhỏ được định hình hóa dưới sự thúc đẩy của khí mang, chẳng hạn như helium hoặc nitơ. Bởi vì các hợp chất khác nhau có hệ số phân phối khác nhau giữa các pha cố định và dòng chảy, chúng di chuyển với tốc độ khác nhau trong các cột, do đó đạt được sự tách biệt.
Kiểm tra phổ khối và định tính (MS):
Các hợp chất sau khi tách lần lượt đi vào các đơn vị phổ khối, thường ion hóa các phân tử bằng cách bắn phá ion hóa điện tử (EI) hoặc ion hóa hóa học (CI), sau đó được tách và phát hiện theo tỷ lệ khối lượng trên tải (m/z) bằng các máy phân tích khối lượng nhỏ như cực tứ cực, bẫy ion hoặc phổ khối thời gian bay. Các thiết bị so sánh khối phổ thu được với các ngân hàng phổ tiêu chuẩn như NIST, cho phép xác định nhanh chóng các hợp chất.
Các tính năng chính và lợi thế
Phân tích nhanh tại chỗ: Không cần lấy mẫu trở lại phòng thí nghiệm, toàn bộ quá trình từ lấy mẫu đến kết quả có thể được hoàn thành trong vài phút đến vài chục phút, giảm đáng kể thời gian phản hồi.
Độ nhạy và tính chọn lọc cao: Khả năng phát hiện các chất ô nhiễm ở mức ppb (một phần tỷ) và thậm chí ppt (một phần nghìn tỷ) trong khi phân biệt chính xác các hợp chất có cấu trúc tương tự.
Ứng dụng đa chức năng: Thích hợp cho nhiều dạng mẫu như khí, chất lỏng, chất rắn, v.v., mở rộng phạm vi ứng dụng thông qua các công nghệ tiền xử lý như không khí trên cao, khử phụ nhiệt, thổi và bẫy.
Mạnh mẽ và bền bỉ: Vỏ thường có thiết kế chống sốc, chống thấm nước và chống bụi, thích nghi với môi trường khắc nghiệt hoặc công nghiệp.
Hoạt động thông minh: Được trang bị màn hình cảm ứng hoặc phần mềm điều khiển thiết bị đầu cuối di động, hỗ trợ hiển thị dữ liệu thời gian thực, truyền từ xa và tạo báo cáo tự động.
Kịch bản ứng dụng điển hình
Giám sát khẩn cấp môi trường: Truy xuất nguồn gốc nhanh và đánh giá rủi ro tại các địa điểm xảy ra sự cố tràn hóa chất và ô nhiễm.
An toàn công cộng và chống khủng bố: phát hiện chất nổ, tác nhân chiến tranh hóa học và các chất nguy hiểm khác, được áp dụng cho an ninh sân bay, tàu điện ngầm, sự kiện lớn.
Phát hiện rò rỉ công nghiệp: được sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa dầu, dược phẩm, chất bán dẫn, v.v., để giám sát phát thải VOC (chất hữu cơ dễ bay hơi) và kiểm soát quá trình xử lý.
An toàn thực phẩm và truy xuất nguồn gốc: Phát hiện dư lượng thuốc trừ sâu, phụ gia hoặc thành phần có mùi trong thực phẩm tại chỗ.
Nghiên cứu khoa học: Phân tích tại chỗ trong các lĩnh vực sinh thái thực địa, hóa học khí quyển, khảo cổ học, v.v.
Sử dụng&Bảo trì
Khi sử dụng cần chú ý đến khả năng chịu đựng khí và pin, định kỳ hiệu chỉnh thiết bị để đảm bảo độ chính xác của dữ liệu. Hệ thống lấy mẫu phải được làm sạch sau khi sử dụng để tránh ô nhiễm chéo. Nên tắt nguồn khi lưu trữ lâu dài và giữ trong môi trường khô ráo.
Thiết bị kết hợp khí chất di động đại diện cho xu hướng phát triển của các công cụ phân tích hiện đại hướng tới "thu nhỏ, thông minh và trang web". Nó phá vỡ giới hạn không gian và thời gian của phân tích phòng thí nghiệm truyền thống, cung cấp cơ sở khoa học cho việc ra quyết định nhanh chóng và là một "phòng thí nghiệm di động" trong các lĩnh vực như ứng phó khẩn cấp, thực thi pháp luật môi trường và an toàn công nghiệp. Với sự tiến bộ của vi điện tử, vật liệu mới và công nghệ trí tuệ nhân tạo, hiệu suất của nó sẽ tiếp tục được cải thiện và triển vọng ứng dụng rộng hơn.