MÁY QUANG PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN (Nuclear Magnetic Resonance)

Mô tả

Trong khoa học và công nghệ, việc phân tích cấu trúc hóa học của các chất là một yếu tố quan trọng để thúc đẩy sự phát triển và ứng dụng của nhiều ngành công nghiệp. Một trong những công cụ phân tích mạnh mẽ và chính xác nhất hiện nay chính là Máy Quang Phổ Cộng Hưởng Từ Hạt Nhân (NMR), giúp các nhà khoa học xác định cấu trúc phân tử, nghiên cứu động học của phản ứng hóa học, và nhiều ứng dụng khác.

Máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) là một thiết bị phân tích sử dụng nguyên lý cộng hưởng từ hạt nhân để nghiên cứu các đặc điểm của hạt nhân trong các phân tử. Phổ NMR sử dụng các hạt nhân nguyên tử như Proton (¹H) hoặc Cacbon (¹³C) để cung cấp thông tin về cấu trúc và tương tác của phân tử.

Khi được đặt trong một từ trường mạnh và chiếu xạ với sóng radio, các hạt nhân sẽ cộng hưởng và tạo ra tín hiệu mà máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân ghi nhận. Từ tín hiệu này, người dùng có thể xác định các thông tin quan trọng về cấu trúc phân tử, các nhóm chức hóa học, cũng như sự phân bố của chúng trong không gian.

Đặc điểm nổi bật

• Độ chính xác cao: Máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân mang đến độ chính xác vượt trội trong việc xác định cấu trúc phân tử và phân tích sự tương tác giữa các phân tử.
• Tốc độ phân tích nhanh: Với các mẫu đơn giản, máy có thể cho kết quả chỉ trong vài phút, giúp tiết kiệm thời gian và tối ưu hóa quy trình nghiên cứu.
• Ứng dụng đa dạng: Máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân không chỉ được ứng dụng trong hóa học mà còn trong các lĩnh vực như dược phẩm, thực phẩm, sinh học, vật liệu, và nhiều ngành công nghiệp khác.
• Độ phân giải cao: Máy có khả năng phân giải rất cao, giúp phân tích các cấu trúc phân tử phức tạp một cách chi tiết.

Các loại phổ NMR

Các loại phổ NMR phổ biến trong phân tích bao gồm:

• NMR Proton (¹H): Phân tích các proton trong các phân tử hữu cơ, thường dùng trong nghiên cứu các hợp chất hữu cơ và dược phẩm.
• NMR Carbon-13 (¹³C): Chuyên biệt trong việc phân tích các nguyên tử carbon trong phân tử, hữu ích trong việc xác định cấu trúc phân tử và các mối liên kết giữa các nguyên tử carbon.
• NMR 2D và 3D: Công nghệ NMR hai chiều (2D) và ba chiều (3D) giúp cải thiện độ phân giải và khả năng phân tích các phân tử phức tạp, cung cấp thông tin về mối quan hệ không gian giữa các nguyên tử trong phân tử.

Ứng dụng

Máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân có rất nhiều ứng dụng trong các ngành khoa học và công nghiệp, điển hình như:

• Hóa học: NMR giúp xác định cấu trúc phân tử, nghiên cứu động học phản ứng và tương tác giữa các phân tử.
• Dược phẩm: Phân tích các hợp chất dược lý, xác định cấu trúc các phân tử thuốc và nghiên cứu sự chuyển hóa của chúng trong cơ thể.
• Sinh học: NMR giúp nghiên cứu các protein, acid nucleic, cũng như các tương tác phân tử trong các quá trình sinh học.
• Thực phẩm: NMR được sử dụng để kiểm tra chất lượng, thành phần và độ an toàn của thực phẩm.
• Vật liệu: Máy NMR có thể ứng dụng trong việc nghiên cứu các vật liệu composite, polymer, và vật liệu nano.

Các sản phẩm và hãng sản xuất máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân nổi bật 

1. Máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) QM-125 (Q Magnetics – Hoa Kỳ)

Với 40 năm kinh nghiệm trong thiết kế, phát triển và ứng dụng thiết bị quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân, Nhà sản xuất Q Magnetics mang đến sản phẩm QM-125 có các đặc điểm nổi bật sau:

• Tần số 125 MHz: QM-125 là máy NMR duy nhất ở tần số 125 MHz, cung cấp dữ liệu NMR ¹H với độ phân giải cao nhất, có thể được ứng dụng cho cả dung môi không Deuterium hóa
• Công Nghệ Nam Châm Vĩnh Cửu 3 Tesla: Máy sử dụng công nghệ nam châm vĩnh cửu của Q Magnetics với sức mạnh trường từ 3 Tesla, mang lại độ ổn định vượt trội mà không cần bảo quản ở nhiệt độ đông lạnh (<-150oC).
• Dể dàng tích hợp: Máy thiết kế sẵn sàng cho việc thu thập dữ liệu nhanh chóng và dễ dàng với các mẫu sau mẫu, sử dụng các dung môi hữu cơ hoặc nước, dễ dàng tích hợp vào các hệ thống phân phối mẫu tự động.
• Bền Bỉ & Đáng Tin Cậy: Yêu cầu bảo trì tối thiểu, máy có khả năng sử dụng lâu dài với khả năng xử lý khối lượng mẫu lớn. Kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ giúp dễ dàng đặt trên bàn làm việc, tủ hóa chất hoặc nền tảng di động.
• Lợi Nhuận Cao Nhất (ROI): Với mức độ mạnh trường từ cao nhất trên máy NMR bàn, QM-125 mang lại tỷ lệ lợi nhuận tốt nhất cho các ứng dụng NMR hiệu suất cao, đặc biệt là trong giám sát phản ứng hóa học.

2. Máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Etf-90 và Etf-60 (Anasazi Instruments – Hoa Kỳ)

Là một trong những nhà sản xuất thiết bị quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân dẫn đầu ở Hoa kỳ, Anasazi Instruments nổi bật với các sản phẩm Etf-90 và Etf-60:

Etf-60 có các đặc điểm nổi bật sau:

• Máy NMR 60 MHz: Được coi là thiết bị NMR 60 MHz có độ nhạy tốt nhất nhờ sự kết hợp giữa độ ổn định của nam châm và thiết kế kỹ thuật số tối ưu.
• Không Cần nhiệt độ đông lạnh: Máy sử dụng nam châm vĩnh cửu, không cần bảo quản ở nhiệt độ đông lạnh (<-150oC), giúp giảm chi phí vận hành và bảo trì.
• Bền Bỉ: Được thiết kế để hoạt động ổn định trong môi trường giảng dạy và nghiên cứu, bền bỉ và có tuổi thọ lâu dài.
• Chi Phí Sở Hữu Thấp: Chi phí vận hành thấp và ổn định, thích hợp cho các phòng thí nghiệm giảng dạy và nghiên cứu.
• Ứng Dụng Trong Giáo Dục Và Nghiên Cứu: Được tin dùng trong các phòng thí nghiệm giáo dục và nghiên cứu chất lượng cao, là công cụ lý tưởng cho giảng dạy hóa học hữu cơ và nghiên cứu tổng hợp.

Etf-90 có các đặc điểm nổi bật sau:

• Công Nghệ Nam Châm Vĩnh Cửu 2.1 Tesla: Đạt độ phân giải cao và độ nhạy gấp đôi so với Eft-60, với khả năng phân tích đa hạt nhân (multinuclear) vượt trội.
• Khả Năng Phân Tích Đa Hạt Nhân: Có thể phân tích nhiều hạt nhân như ¹H, ⁷Li, ¹⁵N, ¹³C, ¹⁹F, ²³Na, ³¹P, ⁵⁹Co, và nhiều hạt nhân khác.
• Không Cần Cryogen: Công nghệ nam châm vĩnh cửu không yêu cầu sử dụng cryogen, giảm chi phí và dễ bảo trì.
• Độ Nhạy Và Độ Phân Giải Tốt Nhất: Mang lại độ nhạy cao và độ phân giải tốt nhất trong các hệ thống NMR nam châm vĩnh cửu.
• Chi Phí Sở Hữu Thấp: Có chi phí sở hữu thấp hàng năm, bền bỉ và tiết kiệm so với các hệ thống NMR siêu dẫn.

3. Máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) NMR 60 MHz và NMR 100 MHz (Nanalysis – Canada)

Nanalysis được biết đến với các sản phẩm quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân dễ sử dụng, bảo trì thấp, chi phí hợp lý với khả năng tự động hóa nổi bật với các sản phẩm NMR 60 MHz và NMR 100 MHz:

NMR 60 MHz có các đặc điểm nổi bật sau:

• Thiết Kế Tích Hợp: Máy NMR 60 MHz tích hợp nam châm, điện tử và máy tính trong một thiết bị duy nhất, mang lại sự tiện lợi tối ưu cho việc sử dụng trong các phòng thí nghiệm bận rộn. Đây là máy NMR bàn nhỏ có hiệu suất cao và thiết kế bền bỉ, dễ sử dụng.
• Đảm Bảo Chất Lượng Dữ Liệu: Máy có gói phần mềm tùy chọn để kiểm tra chất lượng hệ thống (IQ) và xác nhận hoạt động (OQ), giúp đảm bảo chất lượng và tính toàn vẹn của dữ liệu với một lần nhấn nút, tạo báo cáo chi tiết về hiệu suất của máy.
• Tự Động Hóa Thí Nghiệm: Chức năng hàng đợi thí nghiệm cho phép người dùng thiết lập một loạt các thí nghiệm tự động như  ¹H, COSY, HSQC, ¹D, ¹³C và nhiều thí nghiệm khác. Máy cũng hỗ trợ nhiều hạt nhân như ¹H, ⁷Li, ¹⁵N, ¹³C, ¹⁹F, ²³Na, ³¹P
• Hệ Thống NMReady-flow: Máy có thể được trang bị bộ NMReady-flow, cho phép chuyển đổi NMR 60 MHz thành một công cụ phân tích trực tuyến, hỗ trợ tối ưu hóa các phản ứng hóa học, cải thiện hiệu suất phản ứng và tự động hóa quy trình tổng hợp.
• Bảo Trì Thấp và Tiết Kiệm Chi Phí: Máy sử dụng nam châm vĩnh cửu, không cần chất làm mát, không cần bảo trì định kỳ hay dịch vụ hàng tuần, giúp giảm chi phí vận hành.

NMR 100 MHz có các đặc điểm nổi bật sau:

• Quản Lý Lệnh Thí Nghiệm (Queue Experiments): Cho phép thiết lập và tự động thực hiện một loạt các thí nghiệm như ¹D, T1, T2, COSY, TOCSY, JRES, DEPT, HSQC, HMBC, v.v. giúp tăng hiệu quả công việc.
• Khả Năng Phân Tích Đa Hạt Nhân: Máy hỗ trợ nhiều hạt nhân như¹H, ⁷Li, ¹¹B, ¹³C, ¹⁵N, ¹⁹F, ²³Na, ³¹P, ¹²⁹Xe, và nhiều hạt nhân khác, mở rộng khả năng phân tích các phân tử tổng hợp và tự nhiên.
• Sử Dụng Gradient Pulser (PFGs): Công nghệ sử dụng gradient pulse giúp cải thiện chất lượng quét tín hiệu và giảm nhiễu, đặc biệt là trong việc ức chế dung môi và thu nhận phổ 2D nhanh hơn với ít hiện tượng sai lệch hơn.
• Thiết Kế Nam Châm Sáng Tạo: Máy sử dụng nam châm với trường từ cao nhất và độ nhiễu ngoài vỏ thiết bị dưới 2 Gauss, mang lại hiệu suất cao và ổn định.
• Kết Nối Mạng Linh Hoạt: Máy hỗ trợ kết nối qua Ethernet, Wi-Fi, và các cổng USB, dễ dàng kết nối và chia sẻ dữ liệu qua mạng nội bộ hoặc từ xa.