Phổ Raman: Tiềm Năng Trong Phân Tích Hydrogel – H2TECH

Khả năng hấp thụ nước khổng lồ của hydrogel đã khiến chúng trở thành vật liệu thú vị trong một số lĩnh vực bao gồm kỹ thuật và công nghệ sinh học.  Có thể thiết kế hydrogel ‘thông minh’, trong đó các đặc tính liên kết nước của chúng có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi các điều kiện môi trường của hydrogel, chẳng hạn như bằng cách áp dụng điện áp.

Hydrogel là vật liệu có thể hấp thụ và giữ lại lượng nước lớn. Để đạt được điều này, hydrogel có cấu trúc mạng ba chiều có tính ưa nước mạnh và tạo ra diện tích bề mặt lớn, hấp dẫn để liên kết nước. Vật liệu hydrogel có thể là tinh thể, vô định hình hoặc bán tinh thể, và cấu trúc polyme bên dưới rất quan trọng đối với hiệu suất của vật liệu hydrogel.

Có lẽ ứng dụng rộng rãi nhất của hydrogel là sản xuất kính áp tròng, khi hàm lượng nước cao trong vật liệu giúp tránh làm khô bề mặt mắt trong quá trình đeo.

Các ứng dụng y tế khác của hydrogel bao gồm băng vết thương và dẫn thuốc. Đối với băng vết thương, polyme hydrogel thấm oxy và có thể giúp hấp thụ chất lỏng và tế bào tiết ra từ vết thương.

Chúng cũng có thể có tác dụng sát trùng để ngăn ngừa nhiễm trùng và giúp duy trì sự cân bằng chất lỏng tại vị trí vết thương để thúc đẩy quá trình lành vết thương.

1. Phổ quang học của Hydrogel

Vì cấu trúc của polyme là chìa khóa cho hiệu suất của hydrogel nên các kỹ thuật phân tích có thể đánh giá cả thành phần hóa học và sự sắp xếp của các chuỗi polyme là cần thiết cho việc phân tích và phát triển các hydrogel mới.

Trong điều kiện lý tưởng, cấu trúc mạng lưới xốp của hydrogel sẽ được thiết kế riêng cho ứng dụng để đảm bảo nó có thể loại bỏ đúng chất thải và cung cấp mức độ ẩm tối ưu.

Để làm được điều này có nghĩa là phải sử dụng các kỹ thuật mô tả đặc điểm tiên tiến.

Phổ Raman là một trong những kỹ thuật chủ chốt của sản xuất dược phẩm và hóa chất. Đây là một kỹ thuật định lượng và định tính tuyệt vời có thể phục hồi thông tin về cả bản chất hóa học và cấu trúc liên kết của các phân tử trong dung dịch cũng như chất rắn.

Một ưu điểm của phương pháp quang phổ Raman là đây là kỹ thuật không cần nhãn nên chỉ cần chuẩn bị mẫu bổ sung tối thiểu để đo lường.

Nó cũng có thể đo hệ thống ở trạng thái không bị nhiễu loạn, không có bất kỳ sự biến dạng tiềm ẩn nào từ các tương tác và liên kết với các loài gắn nhãn.

Hydrogel thường có trong môi trường nhiều nước, trong khi phản ứng dung môi mạnh trong tia hồng ngoại có thể khiến quang phổ hấp thụ hồng ngoại trở nên khó khăn. Quang phổ Raman thường ít bị nhiễu quang phổ từ dung môi hơn.

Tuy nhiên, quang phổ Raman trên hydrogel có một số nhược điểm đã hạn chế việc sử dụng các vật liệu này cho đến nay. Nhược  điểm chính trong số đó là tín hiệu huỳnh quang lớn được tạo ra bởi các mẫu sau khi kích thích quang bằng tia laser.

Vì hiệu ứng Raman tương đối yếu nên nền huỳnh quang lớn có thể lấn át các tín hiệu Raman nhỏ hơn.

Thật không may, cũng cần phải có sự thỏa hiệp đầy thách thức khi lựa chọn bước sóng laser chiếu tới.

Trong khi bước sóng ngắn hơn mang lại tín hiệu Raman mạnh hơn, chúng thường tạo ra nền huỳnh quang lớn hơn và dẫn đến độ tương phản kém hơn.

2. Nâng cấp quang phổ Raman

Một cách tiếp cận để giải quyết những thách thức liên quan đến phương pháp quang phổ Raman trạng thái ổn định truyền thống là thực hiện phép đo cổng Kerr quang học.

Các phép đo Raman cổng Kerr tận dụng sự khác biệt về thời gian sống giữa tín hiệu huỳnh quang và tín hiệu Raman.

Phổ Raman cổng Kerr quang học hoạt động bằng cách sử dụng xung kích thích pico giây hoặc ngắn hơn.

Thay vì ghi liên tục, các máy dò được thiết lập để chỉ ghi tín hiệu trong chính xung laser.

Đây là một cách tuyệt vời để ngăn chặn mọi tín hiệu nền từ huỳnh quang hoặc ánh sáng xung quanh, nhưng đòi hỏi tốc độ truyền thông điện tử phải đủ nhanh để có thể kích hoạt và ghi lại các máy dò trong khoảng thời gian tương đối ngắn (< 1 ns).

Trong khi cổng Kerr quang học Raman đã được sử dụng trong phòng thí nghiệm, thì tính phức tạp của thiết bị và kích thước tương đối cồng kềnh của thiết bị đã hạn chế việc sử dụng nó bên ngoài các nhóm chuyên gia.

3. Kerr Gate Raman trên Hydrogel

Nhóm nghiên cứu đã có thể sử dụng cảm biến SPAD phân giải theo thời gian để nghiên cứu các đặc tính khuếch tán của hai loại (Metronidazole và Vitamin C) trong một loại hydrogel cụ thể và theo chức năng của các nồng độ chất nền khác nhau.

Bằng cách thu được cả phổ Raman không có nền và thời gian sống huỳnh quang, các nhà nghiên cứu có thể điều tra xem thuốc có liên kết tại một số điểm nhất định trong hydrogel hay trải qua một số loại phân hủy hay không.

Tất cả thông tin này có thể được sử dụng để lập bản đồ đường khuếch tán của các chất nền trong hydrogel và thu thập thông tin về các tương tác có thể xảy ra và thời gian giải phóng thuốc.

Bản chất nước của hydrogel khiến chúng trở thành hệ thống phân phối thuốc hấp dẫn, do đó, các công cụ mới để hiểu cơ chế giải phóng thuốc trong cấu trúc của chúng rất quan trọng cho sự phát triển hơn nữa trong lĩnh vực này.  

Phổ Kerr gate Raman quang học là một kỹ thuật cực kỳ tổng quát. Điều này là do nó không có nhãn và Raman có độ nhạy tuyệt vời với cấu trúc rung động của các phân tử khác nhau.

Hầu hết các phân tử đều có phổ ‘dấu vân tay’ đặc trưng, ​​do đó có thể được điều chỉnh cho các kết hợp hydrogel/chất nền khác và do đó có tiềm năng lớn như một công cụ cho các nghiên cứu cơ học trong ngành dược phẩm.

Khi tốc độ truyền thông và thiết bị điện tử của máy dò tiếp tục được cải thiện và các hệ thống được đơn giản hóa hơn nữa, Kerr gate Raman có thể trở thành phương pháp phổ biến hơn để theo dõi hydrogel.

4. Các dòng máy/kính hiển vi quang phổ Raman đang có tại H2TECH 

4.1. Máy quang phổ Raman cầm tay RS DYNAMICS – MICRORAMAN

Máy đo quang phổ cầm tay Raman là thiết bị gọn nhẹ cơ động sử dụng cơ động cho phòng thí nghiệm và cả bên ngoài hiện trường vẫn đảm bảo được kết quả đo chính xác và khả năng cơ động gọn nhẹ, tích hợp pin và bộ thu phát wifi giao tiếp dễ dàng với máy tính để bàn và tablet, smartphone.

Máy quang phổ Raman cầm tay RS DYNAMICS – MICRORAMAN

Xem thông tin chi tiết tại đây: https://thietbikhoahoch2tech.com/san-pham/may-quang-pho-raman-rs-dynamics/

Thông số kỹ thuật:

– Trọng lượng: 650 gam

– Kích thước: Dài: 225 mmx Cao: 38 mmx Rộng: 109 mm

– Loại laze: laze bán dẫn 785 nm

– Công suất phát laser: Có thể điều chỉnh hoàn toàn lên tới 470 mW

– Loại đầu dò: Dải CMOS tiên tiến

– Dải quang phổ: 200 – 2000 cm-1

– Độ phân giải quang phổ: 12 cm-1

– Lớp laze: 3B

– Thời gian phát hiện/Nhận dạng: thường là 2 giây

– Quét trễ: 0 – 30 giây

– Thời gian quét: 2 – 20 giây

– Phơi sáng: Tự động hoặc thủ công với độ trễ quét có thể cài đặt trước

– Kết nối: WiFi, Bluetooth, USB 2.0

– Tải xuống dữ liệu: Ổ đĩa flash ngoài

– Quang học: Bộ điều hợp ống kính tiêu cự cố định có thể hoán đổi cho nhau và bộ điều hợp giá đỡ lọ

– Màn hình: Màn hình màu cảm ứng 6.5” độ phân giải cao

– Pin: Li-Ion, hoạt động 8 – 10h cho 1 lần sạc

– Nguồn điện bên ngoài: 110 – 240 V AC, 100 Watts (bao gồm)

– Bộ sạc xe hơi: Bộ chuyển đổi CLA (tùy chọn)

– Dải nhiệt độ hoạt động: -15 đến +55 °C

– Dải nhiệt độ bảo quản: -25 đến +55 °C

– Ứng dụng Robotic: WiFi điều khiển từ xa

– Vật tư tiêu hao: Không yêu cầu vật tư tiêu hao

– Chứng nhận: CE, ROHS

>Xem video về Máy quang phổ raman cầm tay Rs Dynamics – MicroRaman<<<

4.2. Kính Hiển Vi Raman EDINBURGH – RM5

Kính hiển vi có vai trò quan trọng trong phòng thí nghiệm, trong nghiên cứu, sản xuất.

Kính Hiển Vi Raman EDINBURGH – RM5

>>Xem thông tin chi tiết tại đây: https://thietbikhoahoch2tech.com/san-pham/kinh-hien-vi-raman-rm5/

Thông số kỹ thuật:

– Truly Confocal – với khe có thể thay đổi và lỗ kim có thể điều chỉnh nhiều vị trí để có độ nét hình ảnh cao hơn, loại bỏ huỳnh quang tốt hơn và tối ưu hóa ứng dụng

– Tích hợp Laser Raman Băng thông hẹp – tối đa 3 laser được điều khiển bằng máy tính để dễ sử dụng, tăng cường độ ổn định

– Tháp cách tử 5 vị trí – cho độ phân giải cảo <0,3 cm-1 và tối ưu hóa trên toàn dải phổ <50 cm-1 – 15.000 cm-1

– Tích hợp các đầu dò – lên đến 2, bao gồm CCD, EMCCD và InGaAs hiệu quả cao cho tiếng ồn thấp, tốc độ tăng, độ nhạy cao và dải phổ rộng.

Xem video về Kính hiển vi Raman Edinburgh RM5<<<

4.3. Kính Hiển Vi Raman EDINBURGH – RMS1000

Kính hiển vi có vai trò quan trọng trong phòng thí nghiệm, trong nghiên cứu, sản xuất.

– RMS1000 là kính hiển vi Raman đồng tiêu cấp nghiên cứu kiến trúc mở. Nó đã được thiết kế để có thể thích ứng với hầu hết mọi ứng dụng Raman hiện đại, tiên tiến nhất.

– Công cụ nghiên cứu cao cấp này đã được xây dựng mà không có sự thỏa hiệp; dẫn đến một hệ thống độc lập cả về đặc điểm kỹ thuật và tính dễ sử dụng. Các ứng dụng ngoài Raman như kính hiển vi huỳnh quang phân giải theo thời gian và hình ảnh thời gian sống huỳnh quang (FLIM) đều có thể thực hiện được với RMS1000 linh hoạt.

Kính Hiển Vi Raman EDINBURGH – RMS1000

>>Xem thông tin chi tiết tại đây: https://thietbikhoahoch2tech.com/san-pham/kinh-hien-vi-raman-rms1000/

Thông số kỹ thuật:

*Laser

– Tích hợp 5 laser dải hẹp: 532 nm, 638 nm, 785 nm thường được sử dụng

– Có sẵn các tia laser bổ sung từ UV đến NIR. Laser bên ngoài có thể được tích hợp

– Lựa chọn laser được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính

– Bao gồm các bộ lọc chặn laser liên kết, được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính

* Máy quang phổ

– Khoảng bước sóng: 200 nm – 2,200 nm

– Gratings: tháp gratings 5 vị trí

– Khe: Điều chỉnh liên tục, điều khiển hoàn toàn bằng máy tính

* Độ phân giải phổ: Từ <0,1 cm-1 (tùy thuộc vào lựa chọn cách tử, laser và CCD)

* Độ phân giải không gian: XY (bên), Z (trục), 0,25 µm, <1 µm (tùy thuộc vào vật kính laser và kính hiển vi)

* Phạm vi quét phổ: 5 cm-1 * – 30.000 cm-1 (* với phần đính kèm wavenumber thấp)

* Thu ảnh đồng thời: Lỗ kim đồng thời có thể điều chỉnh, được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính

* Đầu dò:

– Đầu dò CCD:
+ Độ nhạy cao CCD Phổ nhiễu cực thấp
+ 1650 x 200 pixel, làm mát bằng TE âm 60 °C (tiêu chuẩn)
+ 2000 x 256 pixel, làm mát bằng TE âm 60 °C (độ nhạy / dải phổ nâng cao)

– Đầu dò thứ 2 tùy chọn
+ Đầu dò EMCCD, 1600 x 200 pixel, làm mát bằng TE -100°C (thời gian phản hồi nhanh)
+ Mảng InGaAs, 1024 pixel, làm mát bằng TE -90°C, lên đến 2.200 nm

* Phần mềm:

– Ramacle®: Gói phần mềm trực quan, tất cả trong một toàn diện

– Tùy chọn: Gói thư viện hóa học, quang phổ

* Huỳnh quang

– Quang phổ: với cách tử độ phân giải thấp và CCD tích hợp

– Lifetime: với laser xung pico giây, thiết bị điện tử TCSPC, đầu do đếm photon nhanh, ánh xạ huỳnh quang quang phổ và tuổi thọ cũng có sẵn

*An toàn laze

– Không có vỏ bọc laze: Loại 3B (tùy thuộc vào nguồn laser ngoài)

– Với vỏ laser: Loại 1

*Kích thước

– Rộng x Sâu x Cao: 975 mm x 610 mm x 1170 mm

– Trọng lượng: từ 114 kg

Xem video về Kính hiển vi Raman Edinburgh RMS1000<<<

Công ty CP Thiết Bị Khoa học H2TECH – Là đơn vị cung cấp các thiết bị khoa học kỹ thuật hàng đầu tại Việt Nam. H2TECH là đối tác của nhiều trường học các viện nghiên cứu và các trung tâm thí nghiệm. Là một trong những nhà phân phối tại Việt Nam, với nhiều hãng nỗi tiếng khác nhau trên thế giới như Rs Dynamics, Jasco, Edingburgh, …. Nếu bạn đang có nhu cầu về các dòng Máy quang phổ Raman, Kính hiển vi Raman hoặc thiết bị phòng thí nghiệm khác hãy liên hệ với H2TECH để được hỗ trợ cung cấp các thiết bị với mức giá hợp lý nhất.

CÔNG TY CP THIẾT BỊ KHOA HỌC H2TECH
Chuyên cung cấp các thiết bị phòng thí nghiệm – Thiết kế phòng lab
Chúng tôi hợp tác lâu dài dựa trên uy tín, chất lượng và hỗ trợ cho khách hàng một cách tốt nhất
Hotline: 0974.567.006
028.2228.3019
Email: thietbi@h2tech.com.vn
Website: https://h2tech.com.vn
https://thietbihoasinh.vn
https://thietbikhoahoch2tech.com