Thiết bị phân tích khối phổ tỷ lệ đồng vị IRMS model HS2022

Thiết bị phân tích khối phổ tỷ lệ đồng vị IRMS

Model: HS2022

Hãng sản xuất: SERCON - Anh

Xuất xứ: Anh

• Link web hãng: https://sercon-instruments.com/irms_instruments/hs2022/

-    HS2022 là thiết bị đo tỷ lệ đồng vị khối phổ IRMS có độ nhạy cao nhỏ nhất trên thế giới sử dụng kỹ thuật nạp mẫu dòng chảy liên tục (CFIRMS) với các tính năng ưu việt;

• Cấu trúc ống bay (flight tube) tất cả bằng thép không gỉ và gioăng kim loại chi độ chân không sâu (ultra high vacumn purity) đảm bảo hiệu ứng nhiễu nền ở mức thấp nhất và các nhiễm bẩn nước mức zero (zeo water contamination);
• Bơm siêu hiệu năng dunng sai nhỏ cho lượng ion di chuyển qua ống bay từ nguồn độ nhạy cao đến các bộ thu nhận ions dải động học lớn;
• Thiết bị sử dụng một khối phân tích từ trường (magnetic sector) có góc lệch 120° và bán kính cong vật lý nhỏ gọn chỉ 11 cm nhưng nó tạo ra độ phân tấn hiệu dụng tương đương bán kính 21cm và khả năng hội tụ 02 hướng  (double direction focusing); điều này giúp tối ưu hóa không gian của thiết bị nhưng vẫn đạt được độ phân giải cực cao và giữ cho đường truyền ion ổn định. Hệ thống được thiết kế thêm một nhánh phụ dài có độ phân tán cao với góc lệch 98.8° dành riêng cho các ion nhẹ; nhánh này kéo dãn khoảng cách tiêu cự giữa hai dòng ion có tỷ số khối trên điện tích m/z 2 và m/z 3  lên tới  24cm, khoảng cách lớn này giúp các đầu thu (collectors) có thể dễ dàng bắt chính xác từng loại ion mà không bị nhiễu lẫn nhau.
  • Độ nhạy hàm lượng < 1 ppm & Loại bỏ hiện tượng "Đuôi" Helium:
    • Thách thức thực tế: Trong phân tích tỷ lệ đồng vị D/H (Deuterium/Hydrogen), người ta thường dùng khí Helium (He, m/z = 4) làm khí mang. Do lượng Helium quá lớn, tín hiệu của nó dễ bị hiện tượng "văng đuôi" (tailing) chèn ép và lấn át tín hiệu siêu nhỏ của ion m/z = 3 (HD) nằm ngay cạnh.
    • Giải pháp từ thiết bị: Nhờ độ phân tán xuất sắc từ nhánh phụ 98.8°, độ nhạy hàm lượng (abundance sensitivity) tại m/z = 3 đạt mức cực tốt làdưới 1ppm.Điều này loại bỏ hoàn toàn hiện tương đuổi Helium lọt vào đầu thu H/D mà không cần phải sử dụng các lưới điện thế cản (retardation grids) hay tấm chắn phức tạp. Kết quả phân tích đồng vị Hydro (H2) sẽ đạt độ chính xác tuyệt đối

• Hệ thống 3 đầu thu Faraday vạn năng (Universal Faraday triple collectors):
  • Thiết bị sở hữu cụm 3 đầu thu Faraday cố định được thiết kế "vạn năng" (universal), cho phép thu thập đồng thời tín hiệu của các khối lượng (masses) nằm liền kề nhau. Dải khối lượng hỗ trợ:Từ dải 28, 29, 30 cho đến dải 64, 65, 66 mà không cần điều chỉnh vị trí vật lý của đầu thu hay cấu hình bộ khuếch đại (amplifiers); Người vận hành chỉ cần thay đổi dòng khí chuẩn và điện áp từ trường thông qua phần mềm là có thể chuyển đổi mượt mà giữa các phép phân tích N, C, O, S mà không sợ làm mất cấu hình chuẩn của máy.
  • Đầu thu Faraday đơn bổ sung và Bộ khuếch đại độ lợi cao (High gain amplifier) cho m/z 3 độc lập đặt tại vị trí cuối của nhánh phụ Hydro (hydrogen spur).
• Lựa chọn tổ hợp 04 đầu thu Faraday qua phần mềm (Software-selected collector combination). Tuỳ chọn thêm Bộ khuếch đại thay đổi độ lợi và Ngõ ra bộ khuếch đại 50V (Variable gain & 50V outputs) giúp mở rộng dải động (dynamic range) lên gấp nhiều lần, cho phép đo chính xác các mẫu có sự chênh lệch nồng độ cực lớn trong cùng một chuỗi đo mà không sợ mất dữ liệu.
• Thiết kế hình học mở rộng bất đối xứng (Asymmetric extended geometry) cho khối phân tích từ trường (vị trí từ nguồn ion đến nam châm và từ nam châm đến đầu thu không bằng nhau) cho hội tụ loạn thị thực sự (True stigmatic focusing) giúp gom tất cả các ion có cùng một khối lượng (mass) vào đúng một điểm trên đầu thu, hạn chế tối đa việc chùm tia ion bị phân tán hay va đập vào thành vách của buồng bay (flight tube). Điều này làm tăng đáng kể hiệu suất truyền ion (transmission efficiency) và tăng độ nhạy tổng thể của máy. Độ phân tán gấp đôi cấu hình thông thường (Twice the dispersion of normal geometry) với cùng bán kính từ trường; giúp các đỉnh tín hiệu (peaks) của từng đồng vị sẽ được tách rời nhau một cách rõ ràng và sắc nét hơn, giúp đầu thu Faraday bắt trọn vẹn từng dòng ion mà hoàn toàn không bị hiện tượng chồng lấn đỉnh (peak overlapping)