Luận văn thạc sĩ nghiên cứu chế tạo nano bạc dạng cành lá sử dụng chùm sáng kết hợp ứng dụng trong tán xạ ra man tăng cường bề mặt

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu chế tạo nano bạc dạng cành lá sử dụng chùm sáng kết hợp ứng dụng trong tán xạ ra man, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Văn Hùng
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Thùy Chi
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
• Đề tài: Nghiên Cứu Chế Tạo Nano Bạc Dạng Cành Lá Ứng Dụng Trong Tán Xạ Raman Tăng Cường Bề Mặt
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Chế Tạo Nano Bạc Dạng Cành Lá 55

Vật liệu cấu trúc nano đã thu hút sự chú ý lớn từ giới khoa học toàn cầu. Chúng thể hiện những đặc tính vật lý độc đáo so với vật liệu khối thông thường. Điều này mở ra kỷ nguyên của công nghệ nano, một lĩnh vực khoa học và công nghệ tiên phong. Trong số các cấu trúc nano, hạt nano kim loại đặc biệt hấp dẫn nhờ các tính chất vượt trội mà kim loại khối không có được, như tính chất quang và điện. Ứng dụng của chúng trải rộng từ công nghiệp luyện kim, xúc tác, quang điện tử đến y sinh. Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) tạo nên sự khác biệt về tính chất quang của vật liệu nano so với kim loại khối. Đây là dao động tập thể của điện tử tại biên giới giữa kim loại và điện môi. Khi tần số ánh sáng tới trùng với tần số dao động riêng của plasmon, hiện tượng cộng hưởng xảy ra. Điều này ảnh hưởng lớn đến tính chất quang của cấu trúc nano kim loại và có vai trò quan trọng trong các thiết bị quang tử.

1.1. Giới Thiệu Về Vật Liệu Nano Và Ứng Dụng Tiềm Năng

Vật liệu nano đang định hình lại nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ. Kích thước siêu nhỏ của chúng mang lại những đặc tính độc đáo, mở ra các ứng dụng đột phá. Từ điện tử, y học đến năng lượng, vật liệu nano hứa hẹn giải quyết nhiều thách thức hiện tại. Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này đang được đẩy mạnh trên toàn thế giới. Việc kiểm soát kích thước và hình dạng của nano bạc là yếu tố then chốt để tối ưu hóa các ứng dụng.

1.2. Vai Trò Của Cộng Hưởng Plasmon Bề Mặt Trong Nano Bạc

Cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) là hiện tượng then chốt tạo nên tính chất quang học đặc biệt của nano bạc. Hiện tượng này xảy ra khi ánh sáng kích thích các electron trên bề mặt nano bạc, tạo ra dao động tập thể. Tần số cộng hưởng phụ thuộc vào kích thước, hình dạng hạt nano và môi trường xung quanh. Ứng dụng của SPR rất đa dạng, từ cảm biến sinh học đến quang học nano.

II. Thách Thức Giải Pháp Chế Tạo Nano Bạc Dạng Cành Lá 58

Hiệu ứng SPR phụ thuộc mạnh vào kích thước, hình dạng hạt nano kim loại, chiết suất môi trường và khoảng cách giữa các hạt. Kiểm soát hình dạng và kích thước hạt nano kim loại là biện pháp hiệu quả để đạt được bước sóng cộng hưởng plasmon mong muốn. Các nhóm nghiên cứu đang sử dụng chùm sáng kết hợp (như laser) để phát triển và kiểm soát hình dạng nano bạc (hình cầu, tam giác...). Phương pháp này dễ thực hiện và chi phí thấp. Nano bạc được ứng dụng rộng rãi nhờ khả năng kháng khuẩn và ức chế vi khuẩn. Chúng được dùng trong xử lý ô nhiễm nước, đánh dấu sinh học và tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) để phát hiện chất cấm nhanh chóng và chính xác.

2.1. Kiểm Soát Hình Dạng Và Kích Thước Nano Bạc Để Tối Ưu SERS

Hình dạng và kích thước của nano bạc ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS). Hạt nano có hình dạng sắc cạnh, như hình cành lá, tạo ra nhiều điểm "nóng", nơi cường độ điện trường được tăng cường mạnh mẽ. Điều này giúp khuếch đại tín hiệu Raman của các phân tử mục tiêu. Việc kiểm soát chính xác hình dạng và kích thước nano bạc là yếu tố then chốt để phát triển các cảm biến SERS hiệu quả.

2.2. Ưu Điểm Của Phương Pháp Chùm Sáng Kết Hợp Trong Chế Tạo Nano

Phương pháp sử dụng chùm sáng kết hợp, như laser, để chế tạo nano bạc có nhiều ưu điểm. Nó cho phép kiểm soát hình dạng và kích thước hạt nano một cách linh hoạt. Quá trình này thường diễn ra ở nhiệt độ phòng, giảm thiểu tiêu thụ năng lượng. Ngoài ra, phương pháp này tương đối đơn giản và có thể mở rộng quy mô sản xuất. Chùm sáng kết hợp có thể tạo ra các cấu trúc nano bạc phức tạp, mở ra các ứng dụng mới trong SERS và các lĩnh vực khác.

III. Ứng Dụng Tán Xạ Raman Tăng Cường Bề Mặt SERS Với Nano Bạc 59

Tán xạ Raman là công cụ hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc vật chất. Tuy nhiên, xác suất xảy ra tán xạ Raman rất nhỏ, hạn chế ứng dụng của nó. Phương pháp quang phổ Raman tăng cường bề mặt (SERS) khắc phục hạn chế này. SERS làm tăng cường độ vạch Raman từ các phân tử hấp thụ trên bề mặt kim loại có cấu trúc nano. Các nhà nghiên cứu SERS tập trung vào bề mặt sử dụng hạt nano kim loại, đặc biệt là kim loại quý, nhờ khả năng tăng cường hiệu ứng mạnh. Các nhóm nghiên cứu tại Việt Nam đã chế tạo cấu trúc nano kim loại quý dạng hạt, cành-lá và ứng dụng trong SERS, tín hiệu Raman được tăng cường lên nhiều lần.

3.1. Cơ Chế Tăng Cường Tín Hiệu Trong Tán Xạ Raman Tăng Cường

Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) là kỹ thuật khuếch đại tín hiệu Raman bằng cách sử dụng các bề mặt kim loại có cấu trúc nano. Cơ chế tăng cường chủ yếu đến từ hai hiệu ứng: hiệu ứng điện từ và hiệu ứng hóa học. Hiệu ứng điện từ xảy ra do sự cộng hưởng plasmon bề mặt, tạo ra điện trường mạnh mẽ gần bề mặt nano. Hiệu ứng hóa học liên quan đến sự tương tác giữa phân tử và bề mặt kim loại. Cả hai hiệu ứng này cùng đóng góp vào việc tăng cường tín hiệu Raman.

3.2. Ưu Điểm Của SERS So Với Phổ Raman Thông Thường

SERS có nhiều ưu điểm so với phổ Raman thông thường. Độ nhạy của SERS cao hơn nhiều, cho phép phát hiện các phân tử ở nồng độ rất thấp. SERS cũng có thể cung cấp thông tin về sự tương tác giữa phân tử và bề mặt kim loại. Ngoài ra, SERS có thể được sử dụng để nghiên cứu các mẫu phức tạp, như tế bào sống. Tuy nhiên, việc chuẩn bị bề mặt SERS có thể phức tạp và độ lặp lại của kết quả có thể là một thách thức.

IV. Chế Tạo Đế SERS Nano Bạc Dạng Cành Lá Trên Sợi Quang 57

Phương pháp tổng hợp trực tiếp nano bạc dạng cành lá trên đầu sợi quang bằng chùm sáng kết hợp tạo ra đế SERS hoàn chỉnh. Đầu dò sợi quang có thể dùng làm cảm biến nhận biết các chất. Phương pháp này đơn giản và phù hợp với điều kiện ở Việt Nam. Mục tiêu là tổng hợp trực tiếp các AgNP dạng cành lá trên đầu dò sợi quang, ứng dụng trong SERS để chế tạo cảm biến quang phát hiện tồn dư chất bảo vệ thực vật trong thực phẩm, nông sản với nồng độ thấp. Điều này giúp giảm chi phí phát hiện chất cấm so với các phương pháp đắt tiền và tốn thời gian.

4.1. Quy Trình Tổng Hợp Nano Bạc Dạng Cành Lá Trên Sợi Quang

Quy trình tổng hợp nano bạc dạng cành lá trên sợi quang thường bao gồm các bước sau: chuẩn bị dung dịch chứa ion bạc, chiếu chùm sáng laser vào đầu sợi quang nhúng trong dung dịch, và theo dõi quá trình hình thành nano bạc trên bề mặt sợi quang. Các thông số như nồng độ ion bạc, cường độ laser và thời gian chiếu sáng ảnh hưởng đến hình dạng và kích thước của nano bạc. Việc tối ưu hóa các thông số này là rất quan trọng để tạo ra đế SERS hiệu quả.

4.2. Ưu Điểm Của Đế SERS Tích Hợp Sợi Quang So Với Các Loại Đế Khác

Đế SERS tích hợp sợi quang có nhiều ưu điểm so với các loại đế khác. Nó cho phép đo SERS trực tiếp trong các môi trường khác nhau, kể cả môi trường lỏng. Kích thước nhỏ gọn của sợi quang cho phép tiếp cận các khu vực khó tiếp cận. Ngoài ra, đế SERS tích hợp sợi quang có thể được sử dụng để phát triển các cảm biến SERS di động và dễ sử dụng. Tuy nhiên, việc chế tạo đế SERS tích hợp sợi quang có thể đòi hỏi kỹ thuật cao và chi phí đầu tư ban đầu lớn.

V. Kết Quả Nghiên Cứu SERS Phát Hiện Chất Bảo Vệ Thực Vật 56

Các đầu dò quang sợi dạng phẳng phủ hạt nano bạc được dùng làm đế SERS để nghiên cứu hiệu ứng tán xạ Raman tăng cường bề mặt đối với R6G và một số chất độc hại tồn dư trong thực phẩm: Dimethoat, permerthin, chlopyrifos. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển các cảm biến quang có khả năng phát hiện nhanh chóng và chính xác các chất bảo vệ thực vật độc hại trong thực phẩm. Điều này góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và nâng cao chất lượng nông sản.

5.1. Phổ Raman Tăng Cường Của R6G Trên Đế Nano Bạc Dạng Cành Lá

R6G (Rhodamine 6G) là một chất nhuộm thường được sử dụng làm chất chuẩn trong nghiên cứu SERS. Phổ Raman tăng cường của R6G trên đế nano bạc dạng cành lá cho thấy sự tăng cường đáng kể cường độ tín hiệu so với phổ Raman thông thường. Các đỉnh Raman đặc trưng của R6G được xác định rõ ràng, cho phép đánh giá hiệu quả tăng cường của đế SERS. Kết quả này chứng minh tiềm năng của đế nano bạc dạng cành lá trong việc phát hiện các phân tử hữu cơ.

5.2. Ứng Dụng SERS Trong Phát Hiện Dimethoat Permethrin Chlorpyrifos

Các chất bảo vệ thực vật như Dimethoat, Permethrin và Chlorpyrifos là những chất độc hại có thể tồn dư trong thực phẩm. SERS có thể được sử dụng để phát hiện các chất này ở nồng độ thấp. Phổ Raman tăng cường của các chất này trên đế nano bạc dạng cành lá cho thấy các đỉnh Raman đặc trưng, cho phép định tính và định lượng các chất này. Nghiên cứu này mở ra khả năng phát triển các cảm biến SERS để kiểm tra an toàn thực phẩm.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Nano Bạc SERS 52

Nghiên cứu đã tổng hợp thành công nano bạc bằng phương pháp sử dụng chùm sáng kết hợp và tạo ra nano bạc dạng cành lá trên đầu dò quang sợi. Cấu trúc, hình dạng và tính chất của AgNP đã được khảo sát theo thời gian. Các đầu dò quang sợi phủ hạt nano bạc được dùng làm đế SERS để nghiên cứu hiệu ứng tán xạ Raman tăng cường bề mặt đối với R6G và một số chất độc hại. Hướng nghiên cứu tiếp theo là tối ưu hóa quy trình chế tạo đế SERS và phát triển các cảm biến SERS có độ nhạy và độ ổn định cao.

6.1. Tóm Tắt Các Kết Quả Chính Đạt Được Trong Nghiên Cứu

Nghiên cứu đã đạt được các kết quả chính sau: tổng hợp thành công nano bạc dạng cành lá bằng phương pháp chùm sáng kết hợp, khảo sát cấu trúc và tính chất của nano bạc, và ứng dụng nano bạc làm đế SERS để phát hiện R6G và các chất bảo vệ thực vật. Các kết quả này chứng minh tiềm năng của phương pháp SERS trong việc phát hiện các chất độc hại trong thực phẩm và môi trường.

6.2. Đề Xuất Các Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Để Nâng Cao SERS

Để nâng cao hiệu quả của SERS, các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào: tối ưu hóa hình dạng và kích thước của nano bạc, phát triển các vật liệu nền SERS mới, và nghiên cứu các phương pháp tăng cường tín hiệu SERS. Ngoài ra, cần tập trung vào việc phát triển các cảm biến SERS có độ ổn định cao và khả năng ứng dụng thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1. Tổng quan về chất bảo vệ thực vật và các phương pháp phân tích 1.1 Định nghĩa chất bảo vệ thực vật Chất bảo vệ thực vật (BVTV) là những chất độc có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp hóa học được dùng trong nông nghiệp để phòng chống sự phá hoại của những sinh vật gây ra cho cây trồng và nông sản trên đồng ruộng, vườn tược và kho tàng. Phân loại chất Bảo vệ thực vật (BVTV) Có nhiều cách phân loại chất bảo vệ thực vật: như theo công dụng (đối tượng) phòng trừ, cách xâm nhập của chất, theo nguồn gốc và thành phần hóa học,.

Các gốc có nguồn gốc khác nhau thì mức độ độc hại khác nhau. Dưới đây, ta sẽ xem xét mức độ độc hại thông qua cách phân loại sau: Phân loại theo nguồn gốc và thành phần hóa học có Chất bảo vệ thực vật được chia thành 4 nhóm cơ bản: + Nhóm hợp chất clo hữu cơ (chlorocarbon hoặc hydrocarbonclo hóa): là một hợp chất hữu cơ chứa ít nhất một nguyên tử liên kết cộng hóa trị của clo có ảnh hưởng đến cấu trúc hóa học của phân tử như diphenyletan, benzen, bao gồm cả điôxin. Sự đa dạng về cấu trúc và tính chất hóa học khác nhau của clo hữu cơ dẫn đến chúng tồn tại lâu dài trong môi trường với thời gian bán rã lớn. Điển hình là các chất: DDT, chlorpyrifos, α-BHC, dieldrin, endosulfan, chlordane, heptachlor, endrin và toxaphene) là một trong những nhóm chất ô nhiễm khó phân hủy và tồn dư lâu trong nước, đa phần là có hại đối với đời sống thủy sinh và sức khỏe của con người.

Đặc biệt là chất chlorpyrifos với công thức phân tử: C9H11CL3NO3PS. Cấu trúc hóa học của chlorpyrifos [4]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.vn Chlorpyrifos là chất độc hại đối với con người. Da khi tiếp xúc với Chlorpyrifos có thể đổ mồ hôi cục bộ và tạo ra các cơn co thắt cơ bắp không tự chủ.

Ngộ độc Chlorpyrifos sẽ ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh trung ương, nói líu lưỡi, mất phản xạ, suy nhược, mệt mỏi, co thắt cơ không tự chủ, co giật, và cuối cùng tê liệt tứ chi cơ thể và các cơ hô hấp. + Nhóm lân hữu cơ (organophospho): là các hợp chất hữu cơ có chứa phospho và đa số là este, nhóm này có thời gian bán rã ngắn hơn nhóm clo hữu cơ và được sử dụng với liều lượng nhiều, thông dụng hơn. Một số hợp chất phospho hữu cơ là thuốc trừ sâu có hiệu quả cao như chất: dimethoate, parathion, demeton, trichlorfon và dichlorvos gây ức chế hệ thần kinh, choáng váng cho động vật. Trong những năm gần đây chất cấm Dimethoate được sử dụng đại trà trong nông nghiệp với liều lượng lớn, gây ảnh hưởng trực tiếp đến nền nông nghiệp và sức khỏe con người.

Dimethoate một chất ức chế acetylcholinesterase có tác dụng vô hiệu hóa cholinesterase, một enzyme cần thiết cho chức năng hệ thần kinh dao động ương. Nó hoạt động cả bằng cách tiếp xúc và bằng thông qua ăn uống. Nó dễ dàng được hấp thụ và phân phối khắp các mô thực vật và bị thoái hóa tương đối nhanh chóng. Với cấu trúc phân tử có liên kết với phospho.

Cấu trúc hóa học của Dimethoate [4]. Việt Nam hiện hành có 22 thuốc thương phẩm hoạt chất Dimethoat đăng ký phòng trừ bọ xít, rầy xanh, bọ trĩ, sâu cuốn lá, rầy nâu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc. Một số thuốc trừ sâu có chứa Dimethoate [4].

Theo thời gian các hợp chất của phospho hữu cơ chuyển sang dạng kém bền, tính độc hại giảm đi. Các hợp chất hữu cơ phospho chuyển hóa sang dạng kém bền [4]. Nếu sử dụng hàm lượng lớn thì lượng dư thừa sẽ gây độc cho người tiếp xúc và tồn tại lâu dài trong nông sản, gây ô nhiễm môi trường. Những chất loại này rất dễ bay hơi và phân hủy nhanh trong cơ thể con người và môi trường nên thường dùng để trừ sâu bọ cho rau, cây ăn quả.

Cấu trúc hóa học của các pyrethrin là cơ sở cho một loạt các thuốc trừ sâu tổng hợp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc. Cấu trúc hóa học của Pyrethroide [4]. Khi ở lượng không đủ gây tử vong nhưng chúng vẫn có tác dụng xua đuổi côn trùng.

Chúng cũng có hại đối với động vật dưới nước bao gồm cả cá, nhưng là ít độc hại hơn đối với động vật có vú và chim so với nhóm thuốc trừ sâu của nhóm lân và clo hữu cơ. Chúng là các chất không tồn tại bền vững và dễ bị phân hủy sinh học, cũng như dễ dàng bị phân hủy dưới tác động của ánh sáng hay ôxy. Chúng được coi là thuộc số các thuốc trừ sâu an toàn nhất để sử dụng với các loại cây trồng trong ngành nông nghiệp để cung cấp lương thực và nông sản. Đối với người, có tác động kích thích mắt, da và hệ hô hấp không gây tử vong, chỉ gây tử vong ở động vật đặc biệt là sâu bọ và côn trùng [6].

+ Nhóm carbamate là một hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ axit carbamic, thời gian tồn tại trong tự nhiên ngắn và kém bền vững trong tự nhiên. Cấu trúc hóa học của carbamate [4]. Phần lớn sử dụng nhóm này nghiên cứu chất chống côn trùng hay còn gọi là thuốc trừ sâu carbamate có nhóm chức este carbamate. Đại diện là nhóm chất methomyl, aldicarb (Temik), carbaryl (Sevin), ethienocarb fenobucarb và oxamyl.

Những loại thuốc trừ sâu này tiêu diệt côn trùng bằng cách làm tác động trực tiếp vào hệ thần và có cơ chế gây độc. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc. Tác hại của hợp chất bảo vệ thực vật Hầu hết chất BVTV đều độc với con người, động vật và sinh vật ở mức độ khác nhau, gây mất cân bằng sinh thái, ô nhiễm môi trường, gây ngộ độc đối với con người khi ăn phải nông sản.Thực vật và thực phẩm sử dụng quá liều lượng cho phép chất bảo vệ thực vật ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người sử dụng trực tiếp và người sử dụng gián tiếp. Cơ thể chúng ta bị nhiễm độc chủ yếu thông qua ba con đường chính: + Hô hấp: hít phải lưu lượng không khí có chứa hàm lượng chất bảo vệ thực vật gậy phản ứng tức thời.

+ Tiêu hóa: Ăn phải thức ăn rau củ, nông sản và thực phẩm mà chưa loại bỏ hết chất bảo vệ thực vật. + Tiếp xúc: trực tiếp và gián tiếp. Trực tiếp là sử dụng không có các phương tiện bảo hộ lao động, chất bảo vệ thực vật sẽ thẩm thấu qua da tay, lỗ chân lông và ngấm qua đường máu vào cơ thể.  Chất độc cấp tính: Mô tả các tác động bất lợi của một chất do một lần phơi nhiễm hoặc do phơi nhiễm nhiều lần trong một khoảng thời gian ngắn,biểu hiện thường gặp ngay sau khi tiếp xúc thường là dưới 24 giờ là đau đầu, chóng mặt, nôn mửa và không gây tử vong.

Khi mà nhiễm độc với liều lượng quá ít sẽ có tác dụng phụ phải xảy ra trong vòng 14 ngày kể từ khi sử dụng chất này. Chất độc này sẽ được cơ thể phân giải đẩy ra ngoài qua đường bài tiết và hô hấp.  Chất độc mãn tính: Là chất độc tích lũy lâu dài khó bị đẩy ra mà tồn tại trong cơ thể, khi tiếp xúc lâu dài hoặc liên tục với chất độc trong đó các triệu chứng bệnh không xảy ra ngay lập tức hoặc sau mỗi lần phơi nhiễm. Bệnh nhân dần dần bị bệnh, hoặc bị bệnh sau một thời gian dài tiềm ẩn.

Đặc biệt là khi tiếp xúc với chất độc tích lũy sinh học, hoặc bị ngưng tụ sinh học, như thủy ngân, gadolinium và chì [6]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc. Các phương pháp phân tích Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật đã có nhiều phương pháp xác định hàm lượng dư thừa chất bảo vệ thực vật. Trong đó có một số phương pháp điển hình được sử dụng và nghiên cứu trong những năm gần đây:  Phương pháp Quang phổ UV – VIS.

 Phương pháp sắc kí khí - lỏng HPLC.  Phương pháp sắc ký lớp mỏng.  Xử lý mẫu định tính, định lượng.  Phương pháp SERS Với sự di động, tiện lợi và độ chính xác cao, phương pháp SERS đã đáp ứng được đầy đủ yêu cầu của một phương pháp phân tích định lượng đặt ra.

Và đây một phương pháp mới, tiên tiến được các nhà khoa học hàng đầu sử dụng hiện nay. Phương pháp sắc kí khí Sắc ký khí (GC)là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả nhóm các kỹ thuật phân tích được sử dụng để phân tích các chất dễ bay hơi trong pha khí. Trong sắc ký khí, các thành phần của mẫu được hòa tan trong dung môi và hóa hơi để tách các chất phân tích bằng cách phân phối mẫu giữa hai pha: pha tĩnh và pha động [7].  Pha động (pha chuyển động) là một khí mang, một loại khí trơ về mặt hóa học thường là một khí trơ như Heli hoặc một khí không hoạt động như Nitơ.Phục vụ cho việc mang các phân tử của chất phân tích qua cột được làm nóng.

 Pha tĩnh là chất hấp phụ rắn được gọi là sắc ký khí-rắn (GSC) hoặc chất lỏng trên giá đỡ trơ được gọi là sắc ký khí-lỏng (GLC). Bên trong pha tĩnh là một vi lớp chất lỏng hoặc polyme được phủ trên một lớp rắn đặt trong một ống thủy tinh hoặc kim loại được gọi là cột (tương tự cột tách phân đoạn được sử dụng trong chưng cất). Các hợp chất ở dạng khí cần phân tích sẽ tương tác với thành Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.vn cột – được phủ bởi pha tĩnh, dẫn đến từng hợp chất được tách ra tại những thời điểm khác nhau – gọi là thời gian lưu của hợp chất. Khi các chất hóa học đi ra ở cuối cột, sẽ được phát hiện và xác định bằng điện tử.

Sắc ký khí là phương pháp tách vật lý có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như dược phẩm, mỹ phẩm và thậm chí là xác định độc tố môi trường. Vì các mẫu phải dễ bay hơi nên hơi thở của con người, máu, nước bọt và các chất tiết khác có chứa một lượng lớn chất bay hơi hữu cơ có thể được phân tích dễ dàng bằng cách sử dụng GC.