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プラズマ技術の魅力：放電を利用してイオンを作るには？
今日の科学探究において、イオン化技術は質量分析において徐々に独自の価値を発揮しつつあります。特にプラズマ技術は、サンプルを迅速に分析できるだけでなく、サンプルの前処理を必要とせずにイオンを直接生成することもできます。この技術の魅力は、その効率性と利便性にあります。この技術の動作原理と応用について詳しく見ていきましょう。
抽出技術の基礎
周囲イオン化の重要な分野は固液抽出であり、まず帯電スプレーをサンプル表面に導入して液体膜を形成します。これにより、サンプル表面の分子が溶媒に入り、一次液滴が表面に当たると二次液滴が生成されます。これらの二次液滴が質量分析のイオン源となります。
「脱着エレクトロスプレーイオン化（DESI）は、エレクトロスプレー源を使用して固体サンプルと直接相互作用する帯電液滴を作成する、古典的な周囲イオン化源です。」
DESI に加えて、高温の溶媒蒸気と紫外線を組み合わせて表面の粒子のサンプルを直接分析する脱離大気圧光イオン化 (DAPPI) があります。このプロセスにより、分析の精度が向上するだけでなく、分析できるサンプルの範囲も広がります。
プラズマ基礎技術の応用
プラズマは放電の原理に基づいており、流れるガス中に反応性イオンを生成し、サンプル内の揮発性物質を化学的にイオン化することができます。いくつかの技術では、ヘリウム放電におけるライナー励起または熱励起を使用して気相でのイオン化を可能にし、これらのイオンが分析対象物と反応して質量分析に必要なイオンを生成します。
「ヘリウム放電中の周囲の水クラスターによる固有のプロトン化プロセスは、プラズマのイオン化にとって重要な経路です。」
この方法は、正イオンの検出に限定されません。サンプルによっては、負イオンモードも使用できます。これは、カルボン酸などの気相酸性度の高い分子を検出する場合に特に効果的です。
レーザー支援イオン化の利点
レーザー支援周囲イオン化では、まずパルスレーザーを使用してサンプルを脱着または気化させ、次にその材料をスプレーまたはプラズマと相互作用させてイオンを生成します。このアプローチにより、サンプル分析の柔軟性が向上し、分析できる化合物の種類が拡大します。
「レーザー脱離エレクトロスプレーイオン化（ELDI）は、UV レーザーと IR レーザーの利点を組み合わせて、物質をエレクトロスプレークラウドに効果的に脱離させ、高電荷イオンを生成します。」
この方法は金属分析において初めて質量分析法と組み合わせられ、その後の研究でその応用分野は継続的に拡大されてきました。
レーザーを使用しない2段階方式の登場
非レーザー 2 段階イオン化法では、材料の除去とイオン化は別々のステップです。たとえば、鋭い固体針と組み合わせたプローブエレクトロスプレーイオン化（PESI）は、高塩耐性を向上させ、サンプル消費量を大幅に削減することができ、新たな可能性を示しています。
気相イオン化と化学反応
呼気、臭気、揮発性有機化合物 (VOC) など、ガス相から生成される分析対象物は、感度が向上し、効果的に検出できるようになりました。このプロセスは通常、電荷を移動させるために電荷剤を分析対象分子と衝突させる気相化学反応によって達成されます。
「二次スプレーイオン化（SESI）は、超高温で動作するナノエレクトロスプレーを使用して、急速に蒸発する小さな液滴を生成するため、揮発性物質の分析に効果的です。」
この方法は、混合ガスやその他の低揮発性物質の追跡分析において独自の利点を発揮します。
包括的な技術比較
技術の進歩に伴い、環境イオン化技術は「抽出」「プラズマ」「二段」「レーザー」「音響」などさまざまな技術に分類され、それぞれの方法には独自の特徴があります。およびアプリケーション シナリオ。
今日では、プラズマと他のイオン化技術を組み合わせることで、科学研究や産業用途のためのより包括的なソリューションが提供されています。さまざまなサンプルの分析にこれらの技術を使用することで、将来の研究はより正確で効率的になります。これらのテクノロジーの応用と可能性を考えるとき、テクノロジーが世界を変える無限の可能性を感じますか?
