Trong phân tích hóa học hiện đại, tốc độ và tính đơn giản của quy trình ngày càng trở thành yếu tố then chốt, đặc biệt khi phải xử lý số lượng lớn mẫu hoặc các nền mẫu phức tạp. Các kỹ thuật sắc ký – khối phổ truyền thống tuy có độ chính xác cao nhưng thường đòi hỏi nhiều bước chuẩn bị mẫu, tốn thời gian và dễ phát sinh sai số. Chính trong bối cảnh đó, các kỹ thuật ion hóa môi trường (ambient ionization) đã ra đời, cho phép đưa mẫu vào phân tích gần như trực tiếp. Trong số đó, công nghệ DART phân tích trực tiếp theo thời gian thực của Jeol được xem là công nghệ mang tính đột phá, đặt nền móng cho một hướng tiếp cận hoàn toàn mới trong phân tích khối phổ.
TẦM QUAN TRỌNG CỦA CÔNG NGHỆ DART
Trong nhiều lĩnh vực như kiểm nghiệm thực phẩm, pháp y hay kiểm soát chất lượng dược phẩm, nhu cầu phân tích nhanh, định danh tức thời và giảm tối đa thao tác tiền xử lý ngày càng trở nên cấp thiết. Các phương pháp truyền thống thường yêu cầu chiết, làm sạch, cô đặc hoặc tách sắc ký, khiến thời gian phân tích kéo dài và khó đáp ứng yêu cầu phân tích nhanh tại hiện trường hoặc screening. DART ra đời nhằm giải quyết trực tiếp những hạn chế này.
Là kỹ thuật ion hóa môi trường đầu tiên được phát minh và thương mại hóa (năm 2005), DART cho phép phân tích mẫu ở trạng thái tự nhiên, với hình dạng và trạng thái đa dạng, từ đó rút ngắn đáng kể thời gian phân tích.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA DART
DART hoạt động dựa trên sự tương tác giữa các nguyên tử hoặc phân tử ở trạng thái kích thích (metastable) với khí trong khí quyển và/hoặc phân tử mẫu trong điều kiện môi trường mở. Trong DART, plasma được tạo ra bằng phóng điện (glow discharge) từ điện cực kim (needle electrode) trong dòng khí helium, Plasma bao gồm các ion, electron, các nguyên tử hoặc phân tử ở trạng thái kích thích (metastable).
Phần lớn các hạt mang điện sẽ bị loại bỏ bởi điện cực nối đất (grounded electrode), trong khi các phần tử trung hòa ở trạng thái kích thích (metastables) được dẫn ra ngoài vùng ion hóa môi trường. Thông qua các cơ chế như chuyển proton (positive mode) hoặc Penning ionization và tạo anion oxy (negative mode), phân tử mẫu được ion hóa trực tiếp thành các ion đặc trưng như [M+H]⁺, [M–H]⁻ hoặc [M + O₂]⁻.
Dòng khí DART có thể được gia nhiệt để hỗ trợ quá trình bay hơi hoặc giải hấp của mẫu từ bề mặt, giúp phân tích hiệu quả cả các hợp chất có độ bay hơi thấp.
>>> Xem thêm: Nguồn ion hóa DART™ – Phân Tích Trực Tiếp Thời Gian Thực
ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỦA CÔNG NGHỆ DART
Nguồn DART ion hóa hầu hết mọi thứ đặt trước nó, bao gồm cả dung dịch trực tiếp từ bình phản ứng tổng hợp, chiết xuất thô, thuốc viên hoặc bột không rõ nguồn gốc, polyme và chất kết dính, chất gây ô nhiễm trên các bộ phận nhỏ, chất lỏng dính, hơi, tấm sắc ký lớp mỏng (TLC), và nhiều hơn nữa. Nhiều phân tích có thể được thực hiện mà không cần hoặc chỉ cần rất ít bước chuẩn bị mẫu. Nhờ khả năng phân tích trực tiếp và nhanh chóng, DART được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
- Thực phẩm & Dược phẩm: phát hiện nhanh hoạt chất, kiểm tra thuốc giả, phân tích phụ gia và tạp chất.
- Pháp y & An ninh: nhận diện ma túy tổng hợp, chất kích thích, chất gây kích ứng chỉ trong vài giây.
- Hóa học & Vật liệu: phân tích hợp chất hữu cơ, vật liệu phát quang, hợp chất không phân cực.
- Nghiên cứu & Screening: phân tích nhanh nhiều mẫu, đánh giá sơ bộ trước khi đưa vào các kỹ thuật phân tích chuyên sâu.
DART cũng cho phép phân tích trực tiếp bản mỏng TLC, bột, viên nén, dung dịch hoặc mẫu phức tạp mà các phương pháp truyền thống khó xử lý.
Ví dụ phân tích trực tiếp bản mỏng sắc ký (TLC) bằng DART-MS: sau khi tách trên TLC, từng vết (spot) được đưa trực tiếp vào khối phổ để đo phổ khối và khối lượng chính xác, từ đó định danh nhanh các hoạt chất (như acetaminophen, caffeine, isopropylantipyrine) mà không cần cạo vết hay chiết lại mẫu.
Có thể bạn quan tâm: Phân tích Dioxin/Furan bằng hệ thống GC-HRMS cung từ JMS-800D UltraFOCUS
ƯU ĐIỂM CỦA ACCUTOF – JEOL
Hệ AccuTOF-DART là sự kết hợp hoàn chỉnh giữa khối phổ thời gian bay độ chính xác cao (TOF-MS) và nguồn ion hóa môi trường mở DART – công nghệ đã tạo ra bước ngoặt lớn trong lĩnh vực khối phổ. Được phát triển trực tiếp trên nền tảng AccuTOF của JEOL, nguồn DART được tích hợp hoàn toàn vào hệ MS mà không cần thêm bơm chân không, hay phần cứng giao tiếp trung gian.
Nhờ đó, hệ thống cho phép triển khai các thí nghiệm ion hóa môi trường mở một cách linh hoạt, hiệu quả và khó có thể thực hiện trên các cấu hình MS khác, đồng thời tạo ra dữ liệu sạch, ổn định và dễ diễn giải.
Ở thế hệ thứ ba, AccuTOF-DART được định vị như một “Ambient Ionization Toolbox™”, cho phép người phân tích chủ động lựa chọn chế độ ion hóa phù hợp nhất với từng loại mẫu. Nguồn DART có thể vận hành ở nhiều chế độ khác nhau, và hơn nữa, hệ thống còn hỗ trợ triển khai đa dạng các kỹ thuật ion hóa môi trường mở khác mà không cần tháo rời nguồn DART. Điều này mang lại tính linh hoạt vượt trội trong nghiên cứu, sàng lọc nhanh và nhận diện hợp chất trực tiếp.
KẾT LUẬN
Công nghệ DART phân tích trực tiếp theo thời gian thực của Jeol đã thay đổi cách tiếp cận truyền thống trong phân tích khối phổ bằng việc loại bỏ rào cản chuẩn bị mẫu và rút ngắn đáng kể thời gian phân tích. Khi kết hợp với hệ MS độ phân giải cao, DART không chỉ mang lại tốc độ mà còn đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy, trở thành công cụ mạnh mẽ cho phân tích nhanh, screening và định danh hợp chất trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
2H INSTRUMENT – ĐỒNG HÀNH CÙNG KHÁCH HÀNG VỚI THIẾT BỊ PHÂN TÍCH ĐA LĨNH VỰC
2H Instrument là đại diện phân phối chính hãng Jeol tại Việt Nam, chuyên cung cấp giải pháp phân tích sắc ký và khối phổ trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm, môi trường, nông nghiệp, hóa chất, công nghiệp…
Với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, 2H Instrument đảm bảo hỗ trợ khách hàng từ tư vấn ứng dụng, lắp đặt, hiệu chuẩn đến bảo trì định kỳ, mang lại hiệu suất vận hành tối ưu cho mọi phòng thí nghiệm.
