NEW 3X DSC - Thiết bị phân tích nhiệt quét vi sai thế hệ mới do TA Instruments cung cấp.

X3 DSC với những công nghệ mới mang tính đột phá khi hiệu năng của thiết bị DSC cấp nghiên cứu được kết hợp với khả năng kiểm định đồng thời 3 mẫu cùng lúc, cho phép tăng năng suất của bất kỳ phòng thí nghiệm nào. Yếu tố cốt lõi của X3 DSC là ở khả năng tích hợp nhiều cảm biến vào các công nghệ Fusion Cell^TM và Tzero^R được cấp bằng sáng chế, cho kết quả không gì sánh kịp về độ phẳng của đường nền, độ nhạy, độ phân giải, độ tái lặp và độ tin cậy. Ngoài ra, X3 DSC còn có khả năng thực hiện MDSC (quét vi sai điều biến nhiệt), nạp mẫu tự động tối đa 54 vị trí, phân phối khí đầu vào kép, và màn hình chạm cảm ứng theo phong cách “App-style” với tính năng One-Touch-Away^TM.

Thiết bị mới này được thiết kế để người sử dụng có thể đạt năng suất làm việc cao nhất cùng với khả năng đưa ra những quyết định quan trọng với độ tin cậy cao nhất. Tính năng năng kiểm định 3 mẫu cùng lúc mở ra nhiều khả năng mới và trước kia không thể thực hiện được. Ưu điểm dễ thấy nhất là tăng năng suất, nhưng tính năng này còn cho phép thực hiện QA/QC và phân tích thống kê với nhiều tập dữ liệu. Ngoài ra, phân tích chế độ MDSC (điều biến nhiệt) cũng là công cụ tốt cho phép hiểu sâu thêm về đặc tính của vật liệu, đặc biệt là có những đặc tính của vật liệu không biểu hiện ra ở chế độ DSC thông thường. Tuy nhiên, phân tích MDSC thường phải được thực hiện với tốc độ gia nhiệt tương đối chậm (2-3^oC/phút) do đó phải tốn hàng giờ để hoàn thành 1 lần phân tích. Vì thế, khả năng kiểm định 3 mẫu cùng lúc của 3X DSC đặc biệt có giá trị với những thí nghiệm MDSC tiêu tốn nhiều thời gian này. Bên cạnh đó, việc kiểm định nhiều mẫu trong cùng một thí nghiệm cho phép so sánh các công thức/quy trình xử lý vật liệu với độ tin cậy cao hơn do đã loại bỏ những sai số gặp phải nếu chỉ có thể thực hiện phân tích 1 mẫu trong từng thí nghiệm (bởi môi trường/điều kiện kiểm định bị thay đổi một chút cũng có thể gây ra sai số).

Các đặc điểm và tính năng nổi bật của X3 DSC của TA Instruments bao gồm:

- Tích hợp nhiều cảm biến vào công nghệ Fusion Cell^TM được cấp bằng sáng chế, cho kết quả không gì sánh kịp về độ phẳng của đường nền, độ nhạy, độ phân giải, độ tái lặp và độ tin cậy. Công nghệ ưu việt này cho phép phát hiện dù chỉ là tín hiệu nhiệt yếu nhất, và cho phép đo lường enthalpy và nhiệt dung riêng một cách chính xác nhất.

- Công nghệ dòng nhiệt Tzero^R được cải tiến dành riêng cho X3 DSC, đảm bảo kiểm soát cùng lúc nhiệt độ và enthalpy chính xác giữa tất cả các mẫu.

- Hiệu năng cao với 3 nhiệt lượng kế cho phép thực hiện phân tích thống kê phục vụ cho mục đích thẩm định kết quả với độ tin cậy cao.

- Phân tích quét vi sai điều biến nhiệt (MDSC) cho phép phân tích các đặc tính nhiệt phức tạp với khả năng đo nhiệt dung với độ chính xác cao nhất.

- Màn hình chạm theo phong cách “App-style” với công nghệ One-Touch-Away^TM, giúp nâng cao khả năng sử dụng và truy cập dữ liệu trên thiết bị.

- Bộ nạp mẫu tự động lên tới 54 vị trí có thể thiết lập theo chương trình, tự động hiệu chỉnh (calibration), cho phép hoạt động 24/7 mà không cần người theo dõi giám sát.

- Phổ nhiệt rộng nhất với lựa chọn phụ kiện làm mát không cần dùng nitơ lỏng.

- Công nghệ Tzero giúp chuẩn bị mẫu nhanh, đơn giản và đảm bảo độ tái lặp cao.

- Phần mềm TRIOS có khả năng điều khiển thiết bị, phân tích kết quả, báo cáo, kèm theo các tính năng như tự động hiệu chỉnh (calibration), thay đổi quy trình kiểm định theo thời gian thực, thực hiện phân tích tự động chỉ cần 1 lần click chuột (One-click analysis), viết báo cáo theo thiết kế tùy chỉnh của người sử dụng cho phép tăng năng suất làm việc.

- Duy nhất chỉ có TA Instruments cam kết đảm bảo chất lượng và bảo hành buồng đốt và lò đốt lên tới 5 năm cho khách hàng.

Bảng thông số kỹ thuật

Các điểm khác cần lưu ý đối với X3 DSC:

- Có lựa chọn dòng nhiệt đơn Tzero được cải tiến từ công nghệ dòng nhiệt T4P, được phát triển thiết kế riêng cho mục đích đa mẫu.

- Hiện tại, các phụ kiện làm mát tương thích với X3 DSC bao gồm hệ thống làm mát RCS40, RCS90, RCS120 và bơm nitơ lỏng LN Pump.

- Không tương thích với các phụ kiện được cài lên buồng mẫu như camera hiển vi hay PCA.

- Phiên bản phần mềm TRIOS tương thích với X3 DSC bao gồm cả tính năng xử lý đa mẫu theo lô (Batch Processing), cho phép phân tích tự động, báo cáo, đồ thị với nhiều tập dữ liệu lớn.

Dưới dây là một số ví dụ về ứng dụng của X3 DSC:

So sánh các công thức/quy trình

Trong ví dụ này, một vật liệu nhiệt rắn được kiếm định ở các trạng thái cross-link khác nhau. Bằng phương pháp định lượng phần cross-link dư, kết hợp với so sánh nhiệt độ chuyển giao T_g, chúng ta có thể xác định được mức độ cross-link của vật liệu. Thiết bị X3 DSC cung cấp dữ liệu về cả 3 mẫu cùng lúc, mỗi mẫu được cross-link ở các điều kiện kahcs nhau. Như vậy sẽ đảm bảo không có sự khác biệt về khoảng thời gian được sử dụng để tham chiếu.

X3 DSC có thể được sử dụng để kiểm định các vật liệu khác, không chỉ là vật liệu nhiệt rắn, nhiệt dẻo hay các công thức y dược. Chỉ với 1 lần kiểm định,  X3 DSC có thể giúp người sử dụng so sánh giữa 3 mẫu về cả định tính lẫn định lượng.

Phân tích độ bền hay độ tương thích của vật liệu

Gần như với tất cả các ngành công nghiệp, độ bền và độ tương thích của vật liệu là những yếu tố then chốt trong các ứng dụng khác nhau.

Độ tương thích giữa hoạt chất thuốc với tá dược là yếu tố vô cùng quan trọng đối với quy trình hình thành công thức, yêu cầu đảm bảo tính chất của hoạt chất chính của thuốc không bị thay đổi trong suốt thời hạn sử dụng của sản phẩm. Trong ví dụ này, thí nghiệm phân tích cùng lúc các thành phần aspirin, magnesium stearate (thường được dùng như tá dược làm trơn trong ngành dược phẩm), và hỗn hợp trộn theo tỉ lệ 50/50 của 2 thành phần trên. Sự thay đổi đáng kể về dòng nhiệt của hỗn hợp so với từng thành phần đơn lẻ cho thấy chúng không tương thích với nhau.

MDSC thường được dùng để phân tích độ bền và độ tương thích của vật liệu, bằng cách theo dõi tín hiệu nhiệt dung ngược. Sự thay đổi về nhiệt dung thường là biểu hiện của sự thay đổi về cấu trúc của vật liệu, nguyên nhân nhiều khả năng là do các thành phần không bền vững hay không tương thích với nhau. Còn nếu như tín hiệu nhiệt dung ổn định thì có thể phán đoán là vật liệu bền và tương thích với nhau. 3X DSC sẽ cho phép người sử dụng thực hiện các thí nghiệm MDSC lâu hơn mà không làm giảm năng suất.

So sánh với chất nội chuẩn

Các tạp chất, dù là ở lượng rất nhỏ, cũng có thể tác động lên nhiệt độ nóng chảy và enthalpy của vật liệu. 3X DSC có thể phân tích nhiều mẫu cùng lúc, cho phép so sánh kết quả giữa mẫu chưa biết độ tinh sạch và mẫu nội chuẩn (độ tinh sạch cao), giúp cải thiện khả năng phân tích dữ liệu. Như trong ví dụ này, 2 mẫu với tạp chất hàm lượng 2.0% và 0.7% được so sánh với mẫu chuẩn (tinh sạch). Việc đo lường và so sánh các mẫu được kiểm định cùng lúc dưới cùng một điều kiện kiểm định cho phép kết quả phân tích so sánh có độ tin cậy cao hơn. Việc đo 3 mẫu cùng lúc như vậy có thể loại bỏ các sai số phát sinh bởi điều kiện kiếm định. Đây có thể coi là “tiêu chuẩn vàng” cho các ngành công nghiệp.

Phân tích tác động của điều kiện thí nghiệm

Rõ ràng là tính chất của vật liệu thể hiện qua kết quả DSC sẽ bị phụ thuộc vào điều kiện của từng thí nghiệm. Kiểm định các mẫu cùng lúc với cùng một điều kiện sẽ giúp loại bỏ hết những sai số phát sinh do điều kiện thí nghiệm tác động lên kết quả. Trong ví dụ này, nhiệt độ nóng chảy của phenacetin và indium không thay đổi trong các trường hợp tốc độ gia nhiệt khác nhau, trong khi đó nhiệt độ nóng chảy của đường sucrose giảm dần khi tốc độ gia nhiệt chậm lại. 3X DSC giúp chúng ta có được cách phân tích kết quả một cách rõ ràng, chính xác, đáng tin cậy.

Vũ Sỹ