Language
Country/Area
No result found
Von den 1960er Jahren bis heute: Wie erstaunlich ist die Entwicklung der mobilen Massenspektrometrie?
Im Bereich der analytischen Chemie ist die Ionenmobilitätsmassenspektrometrie (IMS-MS) eine sehr wichtige Analysemethode. Diese Technologie ermöglicht die Trennung von Gasphasenionen anhand ihrer Wechselwirkung mit Kollisionsgasen und ihrer Masse und ermöglicht so eine detaillierte Analyse in kürzester Zeit. Dabei ist die Entwicklungsgeschichte der IMS-Technologie nicht nur überraschend, sondern zeigt auch die Häufigkeit und Geschwindigkeit des wissenschaftlichen und technischen Fortschritts.
Entwicklungsverlauf
Die Ursprünge der mobilen Massenspektrometrie von Ian lassen sich bis in die 1960er Jahre zurückverfolgen. Einer der frühen Pioniere, Earl W. McDaniel, bekannt als Vater von IMS-MS, kombinierte in den 1960er Jahren eine ionenbewegende Driftzelle mit niedrigem Feld und einem Massenteiler. Im Jahr 1963 leisteten Bell Labs Pionierarbeit mit der bahnbrechenden Kombination von Flugzeit-Massenspektrometrie und Ionenbewegungs-Massenspektrometrie.
Im Jahr 1969 patentierten Cohen und andere das IMS-QMS-System, das damals einen großen Durchbruch im TOFMS darstellte.
Im Laufe der Zeit sind viele technologische Innovationen entstanden. 1996 präsentierten Guevremont et al. auf der ASMS-Konferenz ein Poster zu IMS-TOF, und 1997 patentierte Tanner ein Quadrupol-Feldgerät, das für die IMS-Trennung verwendet werden konnte, und förderte damit die Forschung auf diesem Gebiet weiter.
Geräteeinstellungen
Das Instrument der Ionenbewegungs-Massenspektrometrie besteht normalerweise aus einem Ionenbewegungsspektrometer und einem Massenspektrometer. Die Probe wird aus der Gasphase in Ionen umgewandelt. Dieser Prozess kann mithilfe verschiedener Ionisierungsmethoden durchgeführt werden, die je nach physikalischem Zustand des Analyten variieren.
Bei der Analyse fester Proben wird häufig die laserunterstützte Desorptionsionisation (MALDI) eingesetzt, insbesondere bei großen Molekülen.
Trennungstechnologie der Ionenbewegung
Bei der IMS-MS können verschiedene Ionenbewegungstechniken kombiniert werden, um eine höhere Empfindlichkeit zu erreichen. Beispielsweise nutzt die Driftröhren-Ionenmobilitätsspektroskopie (DTIMS) ein elektrisches Feld, um Ionen in einem Rohr zu bewegen, und unterschiedliche Ionen werden aufgrund unterschiedlicher Kollisionsquerschnittsflächen getrennt. Darüber hinaus schreitet auch die DMS-Technologie (Differential Mobile Spectroscopy) voran, die asymmetrische Hochspannungswellenformen zur Trennung nutzt.
Anwendungsbereich
Das Potenzial der IMS-MS-Technologie für die Analyse komplexer Gemische ist nicht zu unterschätzen. Abhängig von ihren unterschiedlichen Mobilitäten ermöglicht es eine detaillierte Untersuchung der Struktur von Gasphasenionen und bietet Vorteile bei molekularen Modellierungsanalysen. Diese Technologie spielt eine zentrale Rolle bei der Entdeckung neuer Verbindungen, der Erkennung von Sprengstoffen und der Proteinanalyse.
Kürzlich wurde Mikro-FAIMS in die Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie und die Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie integriert, die Ionen vor der Massenanalyse schnell trennen können, was die Empfindlichkeit der Analyse erheblich verbessert.
Heutzutage werden Gasphasen-Ionenaktivierungsmethoden auch zur tiefgreifenden Erforschung komplexer Strukturen eingesetzt. Unter anderem ermöglicht die kollisionsinduzierte Entfaltungstechnologie (CIU) Forschern die Beobachtung von Veränderungen in der Ionenstruktur und ein tiefgreifendes Verständnis nichtkovalenter Strukturen Wechselwirkungen zwischen Molekülen. Diese Methoden haben ihre Wirksamkeit in einer Vielzahl von Bereichen bewiesen, darunter in der pharmazeutischen Analyse und bei biochemischen Anwendungen.
Wird die IMS-MS-Technologie mit Blick auf die Zukunft weiterhin eine wichtige Rolle in der wissenschaftlichen Gemeinschaft spielen und einen neuen Trend in der analytischen Chemie anführen?
