Máy quang phổ dừng dòng là một dụng cụ phân tích được thiết kế đặc biệt để nghiên cứu động lực học của phản ứng nhanh, cốt lõi của nó nằm trong việc đạt được sự pha trộn tức thời và dừng dòng chảy của các chất phản ứng và theo dõi quá trình phản ứng trong thời gian thực thông qua tín hiệu quang học. Sau đây xin trình bày chi tiết về nguyên lý làm việc và lợi thế:
I. Nguyên tắc làm việc
1. Hệ thống trộn nhanh: Máy quang phổ dừng được trộn với tốc độ cao trong buồng trộn bằng ống tiêm kép hoặc thiết bị khí nén điều khiển các chất phản ứng như thuốc thử A và B. Thời gian trộn có thể ngắn tới 0,5 mili giây. Phương pháp pha trộn bao gồm phun hoặc lái xe áp lực, đảm bảo phản ứng bắt đầu trong điều kiện đồng pha.
2. Hệ thống phát hiện quang học: dung dịch trộn chảy vào bể quan sát (thường là 20-25μL), và hệ thống quang học phát ra ánh sáng có bước sóng cụ thể thông qua một nguồn sáng, chẳng hạn như đèn xenon hoặc đèn xenon thủy ngân, chiếu sáng mẫu sau khi sàng lọc đơn sắc. Máy dò, chẳng hạn như photodiode hoặc CCD, ghi lại những thay đổi về độ hấp thụ, huỳnh quang hoặc tín hiệu tán xạ trong thời gian thực, với độ phân giải thời gian lên đến microseconds (10μs-10ms).
3. Kiểm soát phân biệt thời gian: Kích hoạt trộn đồng bộ với phát hiện quang học, liên tục ghi lại đường cong thay đổi của tín hiệu theo thời gian sau khi phản ứng ngừng chảy, do đó dẫn đến hằng số tốc độ phản ứng, năng lượng kích hoạt và các thông số động lực khác.
II. Lợi thế
1. Độ phân giải thời gian cao: có thể nắm bắt quá trình phản ứng từ mili giây đến micro giây, tiết lộ chất trung gian thoáng qua và cơ chế phản ứng nhanh.
2. Độ nhạy cao: có thể phát hiện những thay đổi tín hiệu ánh sáng rất nhỏ, thích hợp cho các mẫu nồng độ thấp hoặc phản ứng tín hiệu yếu.
3. Tính linh hoạt: Hỗ trợ nhiều chế độ phát hiện quang học (hấp thụ, huỳnh quang, tán xạ, v.v.) và có thể điều chỉnh bước sóng (200-900nm), cửa sổ thời gian (phân phối logarit/tuyến tính) và tỷ lệ hỗn hợp để phù hợp với nhu cầu thử nghiệm khác nhau.
4. Kiểm soát chính xác: kiểm soát thời gian trễ hỗn hợp (20ms-600s) và tốc độ dòng chảy hoàn toàn tự động bằng phần mềm, khả năng lặp lại thử nghiệm mạnh mẽ; Hệ thống kiểm soát nhiệt độ (-20 ° C đến 80 ° C) duy trì điều kiện phản ứng ổn định.
5. Hoạt động tự động: Tích hợp hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu, tự động ghi lại đường cong tín hiệu và khấu trừ đường cơ sở, giảm lỗi của con người.
6. Ứng dụng rộng rãi: Nó có thể được sử dụng trong các nghiên cứu đa lĩnh vực như tổng hợp hóa học, liên kết protein-phối tử, chuyển giao điện tử, đặc biệt thích hợp cho tương tác giữa các phân tử và phân tích động lực phản ứng.