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Le charme de la technologie plasma : comment créer des ions à l'aide d'une décharge électrique ?
Dans l’exploration scientifique d’aujourd’hui, la technologie d’ionisation montre progressivement sa valeur unique dans l’analyse par spectrométrie de masse. En particulier, la technologie plasma permet non seulement d’analyser rapidement des échantillons, mais également de générer directement des ions sans nécessiter de prétraitement des échantillons. Le charme de cette technologie réside dans son efficacité et sa commodité. Explorons en profondeur les principes de fonctionnement et les applications de cette technologie.
La base de la technologie d'extraction
Une branche importante de l’ionisation ambiante est l’extraction solide-liquide, dans laquelle un spray chargé est d’abord introduit dans la surface de l’échantillon pour former un film liquide. Cela provoque la pénétration des molécules présentes à la surface de l'échantillon dans le solvant et, lorsque les gouttelettes primaires touchent la surface, des gouttelettes secondaires sont produites. Ces gouttelettes secondaires sont la source d'ions pour l'analyse par spectrométrie de masse.
« L'ionisation par électrospray de désorption (DESI) est une source d'ionisation ambiante classique qui utilise une source d'électrospray pour créer des gouttelettes chargées qui interagissent directement avec des échantillons solides. »
En plus du DESI, il existe la photoionisation par désorption à pression atmosphérique (DAPPI), qui utilise une combinaison de vapeur de solvant chaud et de lumière ultraviolette pour analyser directement des échantillons de particules à la surface. Ce processus améliore non seulement la précision de l’analyse, mais élargit également la gamme d’échantillons pouvant être analysés.
Application de la technologie de base du plasma
Le plasma est basé sur le principe de décharge électrique, qui peut produire des ions réactifs dans un gaz en circulation et ioniser chimiquement les substances volatiles dans l'échantillon. Certaines techniques utilisent l’excitation de Leiner ou thermique dans une décharge d’hélium pour permettre l’ionisation en phase gazeuse, et ces ions peuvent réagir avec l’analyte pour générer les ions nécessaires à la spectrométrie de masse.
« Le processus de protonation intrinsèque par les amas d'eau ambiante dans une décharge d'hélium est une voie importante pour l'ionisation du plasma. »
Cette méthode ne se limite pas à la détection d'ions positifs. Pour certains échantillons, le mode ions négatifs peut également être utilisé. Cela est particulièrement efficace pour détecter des molécules ayant une acidité en phase gazeuse plus élevée, comme les acides carboxyliques.
Avantages de l'ionisation assistée par laser
L'ionisation ambiante assistée par laser consiste d'abord à désorber ou à vaporiser un échantillon à l'aide d'un laser pulsé, puis à faire interagir ce matériau avec un spray ou un plasma pour créer des ions. Cette approche augmente la flexibilité de l’analyse des échantillons et élargit les types de composés pouvant être analysés.
« L'ionisation par électrospray à désorption laser (ELDI) combine les avantages des lasers UV et IR pour désorber efficacement les matériaux dans le nuage d'électrospray afin de générer des ions hautement chargés. »
Cette méthode a été combinée pour la première fois avec la spectrométrie de masse dans l'analyse des métaux, et ses domaines d'application ont été continuellement élargis dans les recherches ultérieures.
Émergence de méthodes non laser en deux étapes
Dans la méthode d’ionisation en deux étapes sans laser, l’élimination du matériau et l’ionisation sont des étapes distinctes. Par exemple, l’ionisation par électrospray par sonde (PESI) combinée à une aiguille solide et pointue, qui peut améliorer la tolérance élevée au sel et réduire considérablement la consommation d’échantillon, représente une nouvelle possibilité.
Ionisation en phase gazeuse et réactions chimiques
Les analytes générés à partir de la phase gazeuse, qu'il s'agisse de l'haleine, des odeurs ou des composés organiques volatils (COV), peuvent désormais être détectés efficacement avec une sensibilité croissante. Ce processus est généralement réalisé par des réactions chimiques en phase gazeuse, utilisant des agents de charge pour entrer en collision avec les molécules d'analyte afin de transférer leur charge.
« L'ionisation par pulvérisation secondaire (SESI) utilise la nanoélectrospray fonctionnant à des températures ultra-élevées pour générer de petites gouttelettes qui s'évaporent rapidement, ce qui la rend efficace pour l'analyse des substances volatiles. »
Cette méthode montre ses avantages uniques dans l’analyse du suivi des gaz mixtes et d’autres substances peu volatiles.
Comparaison technique complète
Avec l'avancement de la technologie, la technologie d'ionisation environnementale a été classée en diverses technologies telles que « extraction », « plasma », « double étape », « laser », « acoustique », etc. Chaque méthode a ses propres caractéristiques. et scénarios d'application.
Aujourd'hui, la combinaison du plasma et d'autres technologies d'ionisation offre une solution plus complète pour la recherche scientifique et les applications industrielles. L'utilisation de ces technologies dans l'analyse d'une variété d'échantillons rendra les recherches futures plus précises et plus efficaces. Lorsque nous pensons aux applications et au potentiel de ces technologies, ressentez-vous également les possibilités infinies de la technologie pour changer notre monde ?
