Hệ thống phân tích sắc ký ion kết hợp phương pháp đốt cháy

Model: CIC-200  & CIC-500 
Hãng:  PrinCen 
Phương pháp hữu hiệu nhất theo tiêu chuẩn quốc tế

Sắc ký ion kết hợp đốt cháy (CIC) là giải pháp phân tích tiên tiến, tự động và chính xác, giúp xác định tổng hàm lượng flo, halogen và các hợp chất PFAS độc hại trong nhiều loại mẫu. Với độ nhạy cao, quy trình chuẩn bị mẫu đơn giản và khả năng ứng dụng rộng rãi, CIC đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế khắt khe (EN 14582, ASTM D7359, IEC 62321-3-2) cũng như các quy định tại Việt Nam.

Phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên lý đốt mẫu ở nhiệt độ cao để giải phóng các nguyên tố cần phân tích, sau đó các chất này được hấp thụ vào dung dịch và định lượng bằng sắc ký ion. CIC đặc biệt quan trọng trong bối cảnh các hợp chất per- và polyfluoroalkyl (PFAS) ngày càng được quan tâm do ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường.

Hiện nay, nhiều phòng thí nghiệm phân tích, kiểm nghiệm và tổ chức giám định môi trường hàng đầu như SGS, Intertek, TÜV SÜD, Eurofins...đã và đang áp dụng CIC trong quy trình phân tích của họ

Các ứng dụng chính:

• Hệ thống kết hợp giữa sắc ký ion và lò nung mẫu ở nhiệt độ cao, đáp ứng nhu cầu phân tích đa dạng trong các ứng dụng phát hiện nhanh tổng Flo trong các mẫu chứa Halogen và PFAS.
• Phân tích tổng hàm lượng F của các hợp chất Per- và polyfluoroalkyl (PFAS) trong sản phẩm tiêu dùng theo tiêu chuẩn EN14582-2016 hoặc ASTM D7359:2023.
• Sàng lọc Flo (F), Clo (Cl), Brom (Br) trong polyme và thiết bị điện tử theo
  tiêu chuẩn IEC62321-3-2:2020 RL

Theo các tiêu chuẩn quốc tế:

1. EN 14582: Xác định hàm lượng halogen trong vật liệu nhựa.
2. IEC 62321-3-2: Xác định hàm lượng halogen và phthalate trong sản phẩm điện tử.
3. ASTM 1645: Xác định hàm lượng halogen trong vật liệu nhựa.
4. ASTM D7359: Xác định hàm lượng fluorine trong vật liệu bằng phương pháp đốt cháy và sắc ký ion.
5. ASTM D5987: Xác định hàm lượng fluorine trong vật liệu bằng phương pháp đốt cháy và quang phổ huỳnh quang.

Những tiêu chuẩn này cung cấp hướng dẫn và phương pháp thử nghiệm để đảm bảo sự chính xác và thống nhất trong việc xác định hàm lượng halogen và fluorine trong các vật liệu khác nha

Nguyên lý hoạt động:

Phân tích sắc ký ion bằng đốt cháy sử dụng lò nung nhiệt độ cao để phân hủy và oxy hóa các hợp chất hữu cơ, giải phóng các halogen và lưu huỳnh vào khí, sau đó được hấp thụ bởi dung dịch hấp thụ và tự động chuyển đến sắc ký ion để đo đạc.

Phương pháp này chủ yếu được sử dụng để phát hiện flo, clo, brom, iốt và lưu huỳnh trong nguyên liệu thô và sản phẩm hoàn thiện của dược phẩm, polymer, hóa dầu, quặng, mực, kim loại, chất đánh bóng, chất bôi trơn, linh kiện điện tử và mẫu môi trường hoặc nước thải

Tính năng nổi bật:

• Nhiệt độ lò nung có thể điều chỉnh, với mức tối đa là 1200°C, đảm bảo sự cháy hoàn toàn của mẫu.
• Tự động lấy mẫu, tự động phân hủy mẫu theo từng bước và thu thập chất phân tích, tự động chuyển dung dịch và tách bằng sắc ký ion, đồng thời tự động tính toán sắc đồ.
• Bộ lấy mẫu rắn tự động với 50 vị trí có nắp chắn bụi, giúp ngăn ngừa nhiễm bẩn từ các hạt bụi trong môi trường phòng thí nghiệm đông đúc và bận rộn.
• Phần mềm điều khiển tích hợp các chức năng: kiểm soát thiết bị, thu thập và xử lý sắc ký đồ, quản lý dữ liệu, và tương thích với hệ thống LIMS.
• Hiệu chuẩn tự động giúp giảm thời gian chuẩn bị thủ công cho sắc ký ion.
• Vận hành hoàn toàn tự động và không cần giám sát.
• Chương trình đốt cháy tối ưu, với các bước, tốc độ và thời gian lưu có thể điều chỉnh, phù hợp với phân tích các nguyên tố khác nhau trong từng loại mẫu.
• Đồng hồ đo lưu lượng khí điện tử kép, với độ chính xác lên đến 1mL/phút, có thể điều chỉnh lưu lượng bất cứ lúc nào thông qua phần mềm để đáp ứng nhu cầu cung cấp khí trong các giai đoạn phân hủy nhiệt và đốt cháy khác nhau.
• Buồng lò đốt được thiết kế dễ mở, thuận tiện cho việc bảo trì và thay thế ống đốt.
• Ống phân hủy nhiệt và ống đốt được tách riêng biệt, giúp giảm chi phí thay thế và dễ dàng vệ sinh, bảo trì.
• Cảm biến vị trí đảm bảo vận chuyển an toàn và phát hiện chính xác khay chứa mẫu.
• Cảm biến mức dung dịch trên ống hấp thụ giúp đo thể tích chính xác.
• Phân tích IC được tự động kích hoạt sau quá trình hấp thụ khí cháy, đồng thời quá trình chuẩn bị và đốt cháy mẫu tiếp theo sẽ tự động diễn ra, giúp rút ngắn chu kỳ phân tích mẫu.
• Tùy chọn bộ thu phân đoạn 120 vị trí (dung tích 15 mL) để thu thập dung dịch hấp thụ và thực hiện phân tích IC ngoại tuyến

Phần mềm:

Điều khiển hợp nhất hệ thống CIC đồng thời

Trạm làm việc phần mềm tích hợp điều khiển thiết bị, thu thập và xử lý sắc ký đồ, quản lý dữ liệu và tương thích với hệ thống LIMS.

Danh sách khách hàng tham chiếu và đang sử dụng CIC-200

• SGS Guangzhou  
• SGS Shenzhen
• SGS Shanghai
• Intertek Guangzhou ( Đang sử dụng 03 hệ thống )
• Intertek Hongkong
• Intertek Shuzhou
• Intertek Xiamen
• Intertek Hangzhou
• TÜV SÜD Shanghai
• TÜV SÜD XiaMen
• TÜV SÜD NingBo
• TUV Rheinland Shenzhen
• Eurofins Hongkong
• Eurofins DongGuang
• Eurofins Changzhou
• Eurofins Shanghai
• CTI Shenzhen

Prin-Cen trong Phòng Thí Nghiệm Khách Hàng

Các Câu Hỏi Thường Gặp

Câu hỏi 1: Sắc ký ion đốt cháy (CIC) là gì và nguyên lý hoạt động của nó như thế nào?

Sắc ký ion đốt cháy (Combustion Ion Chromatography - CIC) là một phương pháp phân tích tiên tiến dùng để xác định tổng hàm lượng halogen (F, Cl, Br, I) và lưu huỳnh trong nhiều loại mẫu khác nhau. CIC kết hợp quá trình đốt cháy với sắc ký ion để đo lường chính xác các nguyên tố này.

• Nguyên lý hoạt động:
  1. Đốt cháy mẫu: Mẫu (rắn, lỏng hoặc khí) được đưa vào lò đốt và đốt cháy trong môi trường oxy ở nhiệt độ cao.
  2. Hấp thụ sản phẩm cháy: Các khí sinh ra từ quá trình đốt cháy được dẫn qua dung dịch hấp thụ (thường là nước hoặc dung dịch chứa hydrogen peroxide) để chuyển đổi các hợp chất chứa halogen thành dạng ion (ví dụ: F⁻, Cl⁻, Br⁻, I⁻).
  3. Phân tích bằng sắc ký ion: Dung dịch hấp thụ được đưa vào hệ thống sắc ký ion để tách và định lượng các ion mục tiêu, từ đó xác định hàm lượng các nguyên tố tương ứng.

Câu hỏi 2: Ưu điểm của phương pháp CIC so với các phương pháp phân tích khác là gì?

Phương pháp CIC có nhiều ưu điểm vượt trội:

• Toàn diện: Có thể đo tổng lượng halogen và lưu huỳnh trong mẫu mà không cần tách chi tiết từng hợp chất.
• Độ nhạy cao: Phát hiện các nguyên tố ở mức vết với độ chính xác cao.
• Ít chuẩn bị mẫu: Không cần quy trình tiền xử lý phức tạp như phương pháp phân hủy ướt.
• Tự động hóa: Giảm thiểu lỗi con người và tăng hiệu suất làm việc.
• Ứng dụng rộng rãi: Phù hợp với nhiều loại mẫu như môi trường, thực phẩm, dược phẩm, vật liệu công nghiệp.

Câu hỏi 3: CIC có thể được sử dụng để phân tích những loại mẫu nào?

CIC có thể phân tích nhiều loại mẫu khác nhau, bao gồm:

• Mẫu môi trường: Nước uống, nước thải, không khí, đất, trầm tích.
• Mẫu thực phẩm: Nước đóng chai, thực phẩm chế biến, sữa và sản phẩm từ sữa.
• Dược phẩm: Nguyên liệu dược phẩm (API), thuốc thành phẩm.
• Vật liệu công nghiệp: Dầu nhờn, polyme, chất bán dẫn, linh kiện điện tử.
• Mẫu sinh học: Máu, nước tiểu, mô động vật.

Câu hỏi 4: Thiết bị nào được sử dụng trong phương pháp CIC và cách thức hoạt động của chúng?

Một hệ thống CIC điển hình bao gồm:

• Bộ phận đốt cháy: Đốt mẫu trong môi trường giàu oxy, chuyển đổi halogen và lưu huỳnh thành dạng ion.
• Bộ hấp thụ khí: Thu giữ khí cháy vào dung dịch hấp thụ.
• Hệ thống sắc ký ion (IC): Phân tách và định lượng các ion mục tiêu bằng cột trao đổi ion và đầu dò độ dẫn điện.
• Phần mềm & tự động hóa: Điều khiển quá trình đốt cháy, xử lý mẫu và phân tích dữ liệu.

Câu hỏi 5: Làm thế nào để chuẩn bị mẫu cho phân tích bằng CIC?

Quá trình chuẩn bị mẫu phụ thuộc vào loại mẫu:

• Mẫu rắn: Cắt nhỏ, nghiền mịn và cân trước khi phân tích.
• Mẫu lỏng: Có thể tiêm trực tiếp vào hệ thống đốt cháy.
• Mẫu khí: Thu gom vào bình chứa chuyên dụng trước khi phân tích.
• Mẫu môi trường: Cần lọc hoặc pha loãng trước khi đưa vào hệ thống.

So với các phương pháp truyền thống, CIC yêu cầu chuẩn bị mẫu tối thiểu.

Câu hỏi 6: Phương pháp CIC có thể phát hiện và định lượng các hợp chất PFAS như thế nào?

CIC không phân tích trực tiếp từng hợp chất PFAS mà đo tổng hàm lượng flo hữu cơ (AOF/TOF) trong mẫu bằng cách:

1. Đốt cháy PFAS trong mẫu, chuyển flo hữu cơ thành ion fluoride (F⁻).
2. Dẫn khí cháy qua dung dịch hấp thụ, chuyển đổi toàn bộ flo thành dạng ion.
3. Định lượng ion F⁻ bằng sắc ký ion, từ đó suy ra tổng lượng flo có trong PFAS.

CIC giúp sàng lọc nhanh PFAS trong nước và môi trường, nhưng để xác định từng hợp chất cụ thể, phương pháp LC-MS/MS được ưu tiên.

Câu hỏi 7: Có những tiêu chuẩn hoặc hướng dẫn nào liên quan đến việc sử dụng CIC trong phân tích PFAS?

Hiện có một số tiêu chuẩn quốc tế liên quan:

• ISO 9562: Xác định tổng halogen trong nước bằng phương pháp đốt cháy.
• DIN 38409-59: Phân tích tổng halogen hữu cơ (TOX) trong nước.
• EPA (Mỹ): Một số phương pháp phân tích tổng flo có tham chiếu đến CIC.
• EU & FDA: Có quy định kiểm soát PFAS trong thực phẩm và nước uống, trong đó CIC được dùng như một phương pháp sàng lọc.

Câu hỏi 8: Những thách thức phổ biến khi sử dụng CIC và cách khắc phục chúng là gì?

• Đốt cháy không hoàn toàn: Gây sai số trong kết quả. → Giải pháp: Điều chỉnh nhiệt độ và tốc độ dòng oxy.
• Ảnh hưởng từ nền mẫu: Một số mẫu có thể chứa chất gây nhiễu. → Giải pháp: Dùng dung dịch hấp thụ phù hợp, tối ưu hóa điều kiện phân tích.
• Bảo trì thiết bị: Cần vệ sinh thường xuyên để tránh nhiễm bẩn. → Giải pháp: Tuân thủ quy trình bảo trì định kỳ.
• Hiệu chuẩn & kiểm soát chất lượng: Phải hiệu chuẩn với mẫu chuẩn để đảm bảo độ chính xác.

Câu hỏi 9: Có những nhà sản xuất thiết bị CIC nào uy tín trên thị trường?

Một số nhà sản xuất thiết bị CIC đáng tin cậy :

• PrinCen: Cung cấp giải pháp sắc ký ion kết hợp với hệ thống đốt cháy.
• Metrohm: Cung cấp hệ thống CIC toàn diện cho phân tích halogen và lưu huỳnh.
• Thermo Fisher Scientific: Cung cấp giải pháp sắc ký ion kết hợp với hệ thống đốt cháy.
• Analytik Jena: Chuyên về phân tích nguyên tố với công nghệ CIC tiên tiến.
• Shimadzu & Agilent: Cung cấp hệ thống sắc ký ion có thể kết hợp với bộ đốt cháy ngoài.

Câu hỏi 10: Chi phí và yêu cầu bảo trì của hệ thống CIC như thế nào?

• Chi phí đầu tư ban đầu: Dao động từ 50.000 đến 180.000 USD, tùy thuộc vào tính năng và mức độ tự động hóa.
• Chi phí bảo trì hàng năm: Khoảng 5.000 - 15.000 USD, bao gồm vật tư tiêu hao (ống đốt, bộ lọc, dung dịch hấp thụ) và dịch vụ bảo trì.
• Chi phí vận hành: Phụ thuộc vào số lượng mẫu và loại hóa chất sử dụng.
• Tuổi thọ thiết bị: Nếu bảo trì đúng cách, hệ thống CIC có thể hoạt động hiệu quả trên 10 năm.