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El encanto de la tecnología del plasma: ¿cómo crear iones mediante descarga eléctrica?
En la exploración científica actual, la tecnología de ionización está mostrando gradualmente su valor único en el análisis de espectrometría de masas. En particular, la tecnología de plasma no solo puede analizar muestras rápidamente, sino también generar iones directamente sin necesidad de pretratamiento de la muestra. El encanto de esta tecnología reside en su eficiencia y comodidad. Exploremos en profundidad los principios de funcionamiento y las aplicaciones de esta tecnología.
La base de la tecnología de extracción
Una rama importante de la ionización ambiental es la extracción sólido-líquido, en la que primero se introduce un aerosol cargado en la superficie de la muestra para formar una película líquida. Esto hace que las moléculas de la superficie de la muestra entren en el disolvente y, cuando las gotas primarias alcanzan la superficie, se producen gotas secundarias, que son la fuente de iones para el análisis de espectrometría de masas.
"La ionización por electrospray por desorción (DESI) es una fuente clásica de ionización ambiental que utiliza una fuente de electrospray para crear gotas cargadas que interactúan directamente con muestras sólidas".
Además de DESI, existe la fotoionización por desorción a presión atmosférica (DAPPI), que utiliza una combinación de vapor de disolvente caliente y luz ultravioleta para analizar directamente muestras de partículas en la superficie. Este proceso no sólo mejora la precisión del análisis, sino que también amplía la gama de muestras que se pueden analizar.
Aplicación de la tecnología básica del plasma
El plasma se basa en el principio de descarga eléctrica, que puede producir iones reactivos en un gas que fluye e ionizar químicamente sustancias volátiles en la muestra. Algunas técnicas utilizan Leiner o excitación térmica en una descarga de helio para permitir la ionización en la fase gaseosa, y estos iones pueden reaccionar con el analito para generar los iones necesarios para la espectrometría de masas.
"El proceso de protonación intrínseca por los grupos de agua ambiental en una descarga de helio es una vía importante para la ionización del plasma".
Este método no se limita a la detección de iones positivos. Para algunas muestras, también se puede utilizar el modo de iones negativos. Esto es particularmente eficaz para detectar moléculas con mayor acidez en fase gaseosa, como los ácidos carboxílicos.
Ventajas de la ionización asistida por láserLa ionización ambiental asistida por láser implica primero desorber o vaporizar una muestra utilizando un láser pulsado y luego interactuar ese material con un aerosol o plasma para crear iones. Este enfoque aumenta la flexibilidad del análisis de muestras y amplía los tipos de compuestos que se pueden analizar.
"La ionización por electrospray con desorción láser (ELDI) combina las ventajas de los láseres UV e IR para desorber eficazmente los materiales en la nube de electrospray y generar iones altamente cargados".
Este método se combinó por primera vez con la espectrometría de masas en el análisis de metales y sus áreas de aplicación se han ampliado continuamente en investigaciones posteriores.
Métodos emergentes de dos pasos sin láser
En el método de ionización de dos pasos sin láser, la eliminación de material y la ionización son pasos separados. Por ejemplo, la ionización por electrospray de sonda (PESI) combinada con una aguja sólida afilada, que puede mejorar la alta tolerancia a la sal y reducir en gran medida el consumo de muestra, representa una nueva posibilidad.
Ionización en fase gaseosa y reacciones químicasLos analitos generados a partir de la fase gaseosa, ya sea aliento, olores o compuestos orgánicos volátiles (COV), ahora se pueden detectar de manera efectiva con una sensibilidad cada vez mayor. Este proceso generalmente se logra a través de reacciones químicas en fase gaseosa, utilizando agentes de carga que chocan con las moléculas de analito para transferir su carga.
"La ionización por pulverización secundaria (SESI) utiliza nanoelectrospray que funciona a temperaturas ultra altas para generar pequeñas gotas que se evaporan rápidamente, lo que la hace eficaz para analizar sustancias volátiles".
Este método muestra sus ventajas únicas en el análisis del seguimiento de gases mixtos y otras sustancias poco volátiles.
Comparación técnica completa
Con el avance de la tecnología, la tecnología de ionización ambiental se ha clasificado en varias tecnologías como "extracción", "plasma", "doble paso", "láser", "acústica", etc. Cada método tiene sus propias características. y escenarios de aplicación.
Hoy en día, la combinación del plasma y otras tecnologías de ionización proporciona una solución más completa para la investigación científica y las aplicaciones industriales. El uso de estas tecnologías en el análisis de una variedad de muestras hará que las investigaciones futuras sean más precisas y eficientes. Cuando pensamos en las aplicaciones y el potencial de estas tecnologías, ¿sentimos también las infinitas posibilidades de la tecnología para cambiar nuestro mundo?
