Hotline 247
04 6662 6362
 
Hà Nội
0968 378 899
 
Hồ Chí Minh
01289 777 888

Quang phổ Raman - Các câu hỏi thường gặp & Tiêu chí lựa chọn (phần 4)

BioMedia

Quang phổ Raman là kỹ thuật tán xạ ánh sáng. Sự tương tác giữa ánh sáng laser với các phân tử của mẫu tạo ra đồ thị phổ Raman sẽ cho biết nhiều thông tin của mẫu (thành phần hóa học và sự phân bổ, cấu trúc phân tử, ...)

6. Tiêu chí lựa chọn máy quang phổ Raman

- Dễ sử dụng

Các tính năng như: tự động phơi sáng, chuẩn nền thông minh, tự động lấy nét… được tối ưu hóa ở thiết bị và phần mềm sử dụng.

Các bộ phận: nguồn laze, cách tử nhiễu xạ, bộ lọc Rayleigh, phụ kiện lấy mẫu… cần dễ thay đổi, tự động hoặc điều khiển qua phần mềm đảm bảo độ lặp lại của thiết bị. Phần mềm tự động nhận diện, ghi lại đặc điểm, thông tin, báo cho người sử dụng nếu không tương thích

- An toàn nguồn laze

Thiết bị khi người sử dụng không tiếp xúc trực tiếp với nguồn laze thuộc mức độ an toàn Class I (laser safe) và có thể sử dụng trong phòng thí nghiệm.

Với các thiết bị có độ an toàn Class IIIb, phải sử dụng trong các điều kiện nghiêm ngặt để ngăn chặn quá trình tiếp xúc với chùm tia laze, không được thuận tiện như loại trên.

- Hiệu quả cao

Phụ thuộc vào độ phân giải: đây là yếu tố cần xem xét hàng đầu khi lựa chọn thiết bị quang phổ Raman tán xạ, nhất là loại có độ phân giải dưới mức micro mét. Ngoài ra cấu tạo hệ quang vững chắc, cấu tạo tối ưu dễ dàng cho quá trình bảo trì.

Dải đo rộng: để thu được đầy đủ thông tin và tận dụng hết ưu điểm của thiết bị, dải đo càng rộng càng tốt, có thể từ 50 cm-1 tới 3500 cm-1.

- Độ lặp lại

Trước đây, các thiết bị quang phổ Raman là loại thiết bị có độ lặp lại không cao.

Năng lượng của nguồn lase có thể thay đổi đáng kể khi chuyển từ nguồn ngày sang nguồn khác, thiết bị này sang thiết bị khác. Kết hợp với bộ điều chỉnh nguồn laze cho phép người sử dụng xác định và điều chỉnh cùng mức công suất nguồn laze, tránh hiện tượng cường độ tán xạ Raman không có độ lặp lại.

Hiệu chuẩn cường độ tán xạ tự động bù đắp lại sự phụ thuộc của bước sóng vào phản ứng và kết quả từ đầu dò CCD silicon cho đỉnh phổ có cường độ có tính lặp lại không phụ thuộc vào bước sóng kích thích.

Khi hiệu chuẩn nguồn laze và máy quang phổ cũng làm cho kết quả không có độ lặp lại cao. Khi sử dụng hiệu chuẩn và điều chỉnh bằng phần mềm có thể tránh được điều đó, tăng độ tin cậy của thiết bị.

Các loại mẫu không đồng nhất (dạng viên hoặc dạng bột) cũng sẽ làm giảm độ lặp lại nếu điểm đến của nguồn sáng kích thích nhỏ hơn cấu tử thành phần. Vì vậy cần quan tâm đến bộ lấy mẫu cần hoạt động theo kiểu quét toàn bộ bề mặt mẫu từ đó nguồn sáng kích thích và sự tán xạ Raman thu được trên một phần đại diện của bề mặt mẫu.

Hình ảnh hệ thống quang phổ Raman kết hợp với kính hiển vi (nguồn ảnh: http://www.imperial.ac.uk)

7. Một số  câu hỏi thường gặp khi tiếp cận với phổ Raman và câu trả lời tóm tắt

1/ Có thể thu được phổ Raman của các loại chất rắn, lỏng, khí?

Phổ Raman có thể phân tích được với hầu hết các loại mẫu: rắn, lỏng, gel, huyền phù, màng mỏng, bột… thậm chí một số kim loại. Với dạng khí cũng có thể đo được phổ Raman nhưng vì nồng độ phân tử pha khí thường rất thấp, nên cần có thiết bị đo phổ Raman chuyên biệt.

2/ Có thể dùng để đo phổ Raman của hỗn hợp?

Phổ Raman cũng là loại phổ để nhận dạng “finger print”. Nếu có nhiều cấu tử trong hỗn hơp, thì phổ thu được sẽ gồm nhiều phổ của từng cấu tử chồng lên nhau. Cường độ tương đối có thể cho các thông tin định tính về thành phần của hỗn hợp đã biết.

Với hỗn hợp chưa biết thành phần, có thể sử dụng các chương trình protocol cơ bản có sẵn để xác định (đối chiếu thư viện phổ…)

3/ Phổ Raman định tính hay định lượng?

Raman là kỹ thuật vừa định tính vừa định lượng.

Với lý do đơn giản, mỗi chất đều có phổ riêng “finger-print” của mình, từ thư viên phổ có thể định tính được mẫu.

Phân tích định lượng hỗn hợp thường được thực hiện bằng việc đo cường độ dải phổ tương đối tỷ lệ với nồng độ của hỗn hợp. Thêm vào đó, có thể sử dụng các phương pháp đo hóa học bổ trợ.

4/ Đầu dò có bị quá tải khi phân tích chất hóa học tinh khiết?

Câu trả lời là Không. Đầu dò dùng trong phổ Raman hay đầu dò CCDs cảm biến điện tích kép silicon có dải động học rộng, người sử dụng có thể lựa chọn thời gian tiếp xúc mẫu thích hợp.

5/ Phổ Raman có phân tích được các mẫu nước không?

Hoàn toàn được. Tuy nhiên chỉ thu được tán xạ Raman yếu. Ví dụ: một dung dịch cồn 4% trong nước sẽ tạo ra phổ Raman có tín hiệu của cả cồn và nước. Cường độ phổ Raman của nước (96%) sẽ bằng với cường độ phổ Raman của cồn (4%).

Phân tích vết trong mẫu nước cũng có thể được khi sử dụng kỹ thuật quang phổ Raman tăng cường bề mặt.

6/ Phổ Raman cần đo trong bao lâu?

Điều này tùy thuộc vào mẫu và thiết bị đo. Nhiều thiết bị có thể đo rất nhanh, thời gian đo khoảng một vài giây.

7/ Phổ Raman có yêu cầu chuẩn bị mẫu không?

Thông thường là không cần chuẩn bị mẫu.

8/ Có thể đo mẫu ở trong bình thủy tinh hoặc túi nhựa không?

Có. Hoàn toàn đo được với nhiều loại vật liệu đựng mẫu khác nhau (bình phản ứng Pyrex, chai lọ bằng nhựa,…)

9/ Có thể phân tích phổ Raman ở điều kiện nhiệt độ cao/thấp và áp suất thay đổi?

Hoàn toàn được (tùy loại thiết bị và tùy hãng sản xuất). Ví dụ: thiết bị của hãng Perkin Elmer có thể đo được tới nhiệt độ 500oC, áp suất tới 3000 Psi

10/ Phổ Raman có làm phá hủy mẫu?

Raman là kỹ thuật không làm thay đổi đặc tính hóa lý của mẫu. Tuy nhiên, khi công suất nguồn laze quá lớn hoặc công suất tập trung lên một điểm nhỏ (trong kính hiển vi) thì việc phá hủy mẫu có thể xảy ra (chẳng hạn như làm cháy mẫu). Vì vậy cần thận trọng khi sử dụng nguồn laze (công suất tới 2W) để bảo vệ mẫu.

11/ Ảnh hưởng của cách tử nhiễu xạ?

Độ phân giải được xác định bởi cấu tạo hệ quang và độ tán xạ của cách tử. Các cách tử nhỏ nhiều rãnh hoặc khe trên bề mặt, có tác dụng tán xạ ánh sáng. Số vạch cách tử trên một đơn vị chiều dài càng nhiều thì độ rộng của góc phân tán và độ phân giải phổ thu được càng lớn.

Cách tử thường dùng là cách tử Echelle, có nhiều loại, với mật độ vạch từ 60 vạch/mm tới 1800 vạch/mm.

12/ Phổ Raman của các dạng thù hình khác nhau có khác nhau?

Nói chung phổ Raman của các dạng thù hình khác nhau là khác nhau, nhưng các điểm sai khác này là rất nhỏ. Vì vậy trên toàn dải phổ (50 – 3500 cm-1), để phân biệt được tất cả các sai khác này cần một thiết bị có độ phân giải cực cao.

13/ Ảnh hưởng của nhiễu huỳnh quang lên phổ Raman?

Hoàn toàn có ảnh hưởng của nhiễu huỳnh quang lên phổ Raman. Để tránh và giảm thiểu hiện tượng này có thể ứng dụng kỹ thuật quang phổ Raman biến đổi Fourier (FT-Raman).

Nguồn: perkinelmer.com & thermoscientific.com

Biên tập và dịch thuật: BioMedia Việt Nam

Các bài viết cùng chủ đề

Quang phổ Raman - Các câu hỏi thường gặp & Tiêu chí lựa chọn (phần 4)

Quang phổ Raman là kỹ thuật tán xạ ánh sáng. Sự tương tác giữa ánh sáng laser với các phân tử của mẫu tạo ra đồ thị phổ...

Quang phổ Raman - Các kỹ thuật Raman hiện đại (phần 3)

Quang phổ Raman là kỹ thuật tán xạ ánh sáng. Sự tương tác giữa ánh sáng laser với các phân tử của mẫu tạo ra đồ thị phổ...