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Il meraviglioso mondo della ionizzazione ambientale: come creare ioni senza preparare un campione?
Nel progresso scientifico degli ultimi anni, la tecnologia di ionizzazione ambientale ha gradualmente ricevuto attenzione. Si tratta di una tecnologia di ionizzazione esterna allo spettrometro di massa e non richiede la preparazione o la separazione del campione. Questa tecnologia si basa su una varietà di metodi, tra cui l’estrazione da goccioline spray cariche, il desorbimento termico e l’uso del desorbimento laser, offrendo nuove possibilità alla ricerca scientifica.
Ionizzazione dell'estrazione solido-liquido
La ionizzazione per estrazione solido-liquido è una tecnologia che utilizza uno spray caricato per creare una pellicola liquida sulla superficie del campione. Durante questo processo, le molecole sulla superficie del campione vengono estratte nel solvente. Successivamente, quando le goccioline primarie collidono con la superficie, vengono prodotte goccioline secondarie che sono le sorgenti di ioni dello spettrometro di massa.
I dati mostrano che la ionizzazione con desorbimento elettrospray (DESI) è una delle prime tecnologie di ionizzazione ambientale in grado di analizzare campioni solidi in tempo reale.
Un altro metodo di estrazione solido-liquido è la fotoionizzazione a desorbimento a pressione atmosferica (DAPPI), che utilizza una combinazione di iniezione di vapore di solvente caldo e luce ultravioletta per analizzare direttamente i campioni depositati sulla superficie.
Tecnologia basata sul plasma
La tecnologia di ionizzazione ambientale basata sul plasma crea ioni attraverso scariche elettriche generate nei gas correnti. Questo processo richiede tipicamente l'uso del calore per favorire il desorbimento di materiali volatili dal campione.
Ad esempio, i cluster di acqua protonata possono ionizzare le molecole del campione attraverso il trasferimento di protoni, che è fondamentale per molte applicazioni.
Una delle tecnologie al plasma più utilizzate oggi è Direct Analysis Instant (DART), che è stata commercializzata e può analizzare campioni in un ambiente di routine.
Ionizzazione assistita da laser
La ionizzazione ambientale assistita da laser è un processo in due fasi: in primo luogo, un laser pulsato viene utilizzato per desorbire o eliminare le sostanze dal campione, quindi queste sostanze vengono fatte interagire con un elettrospray o un plasma per formare ioni. I laser sono sempre più utilizzati come sorgenti di ionizzazione, soprattutto nell'analisi dei metalli e nello studio di una varietà di altri materiali.
Metodo non laser in due fasi
Nel metodo non laser a due fasi, le fasi di rimozione del campione e ionizzazione sono separate. Ad esempio, la ionizzazione elettrospray a sonda (PESI) consente il campionamento diretto con elevata tolleranza al sale e consumo minimo di campione, rendendo questa tecnica di grande interesse nella chimica analitica.
Tecnologia di ionizzazione in fase gassosa
Poiché la sensibilità continua a migliorare, gli analiti nella fase gassosa (ad esempio odori, composti organici volatili) possono essere rilevati anche se la loro pressione di vapore è bassa. Nella ionizzazione elettrospray secondaria (SESI), minuscole goccioline generate dal nanoelettrospray in un ambiente termico possono evaporare rapidamente e far precipitare gli ioni richiesti.
Questo metodo consente di analizzare le concentrazioni di sostanze a bassa volatilità, in particolare per sostanze con pesi molecolari fino a 700 Da.
Classificazione tecnica della ionizzazione ambientale
Le tecnologie di ionizzazione ambientale sono generalmente suddivise in più categorie in base alle modalità operative, tra cui l'estrazione solido-liquido, la tecnologia fantasma al plasma, i metodi in due fasi e la tecnologia laser. Ciascuno di questi metodi ha i suoi vantaggi e può essere ampiamente utilizzato nelle diverse esigenze analitiche.
Sorgenti di ionizzazione ambientale disponibili in commercio
Con i progressi tecnologici, molte fonti commerciali di ionizzazione ambientale sono ora a disposizione degli scienziati, rendendo questa tecnologia accessibile e controllabile in termini di costi.
La tecnologia di ionizzazione ambientale sta rimodellando il volto della chimica analitica e promuovendo un rapido sviluppo in vari campi. Di fronte a queste nuove opportunità, non possiamo fare a meno di pensare: in che modo le tecnologie future cambieranno ulteriormente la nostra comprensione della chimica analitica?
