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周囲イオン化の素晴らしい世界: サンプルを準備せずにイオンを生成するにはどうすればよいですか?
近年の科学の進歩の中で、環境イオン化技術が徐々に注目を集めています。これは質量分析計の外にあるイオン化技術であり、サンプルの前処理や分離を必要としません。この技術は、帯電スプレー液滴からの抽出、熱脱離、レーザー脱離の使用などのさまざまな方法に基づいており、科学研究に新たな可能性をもたらします。
固液抽出イオン化
固液抽出イオン化は、帯電スプレーを使用してサンプル表面に液膜を作成する技術です。このプロセス中に、サンプル表面の分子が溶媒中に抽出され、その後、一次液滴が表面に衝突すると、これらの液滴が質量分析計のイオン源として生成されます。
データは、脱離エレクトロスプレー イオン化 (DESI) が固体サンプルをリアルタイムで分析できる最も初期の環境イオン化技術の 1 つであることを示しています。
もう 1 つの固液抽出方法は、脱着大気圧光イオン化 (DAPPI) です。これは、熱溶媒蒸気注入と紫外光の組み合わせを使用して、表面に堆積したサンプルを直接分析します。
プラズマベースのテクノロジー
プラズマベースの周囲イオン化技術は、流れるガス内で発生する放電を通じてイオンを生成します。このプロセスでは通常、サンプルからの揮発性物質の脱着を促進するために熱を使用する必要があります。
たとえば、プロトン化水クラスターはプロトン移動を通じてサンプル分子をイオン化できますが、これは多くのアプリケーションにとって重要です。
現在最も広く使用されているプラズマ技術の 1 つは、直接分析インスタント (DART) です。これは商品化されており、日常的な環境でサンプルを分析できます。
レーザー支援イオン化
レーザー支援雰囲気イオン化は 2 段階のプロセスです。まず、パルスレーザーを使用してサンプルから物質を脱離または除去し、次にこれらの物質をエレクトロスプレーまたはプラズマと相互作用させてイオンを形成します。レーザーは、特に金属の分析やその他のさまざまな材料の研究において、イオン化源としてますます使用されています。
レーザーを使用しない 2 段階の方法
2 ステップの非レーザー法では、サンプルの除去とイオン化のステップが別個に行われます。たとえば、プローブエレクトロスプレーイオン化 (PESI) は、高い耐塩性と最小限のサンプル消費で直接サンプリングを可能にするため、この技術は分析化学において非常に興味深いものとなっています。
気相イオン化技術
感度が向上し続けるにつれて、たとえ蒸気圧が低くても、気相中の分析対象物 (臭気、揮発性有機化合物など) を検出できるようになりました。二次エレクトロスプレー イオン化 (SESI) では、熱環境下でナノエレクトロスプレーによって生成された小さな液滴が急速に蒸発し、必要なイオンが沈殿します。
この方法により、低揮発性物質、特に分子量が 700 Da までの物質の濃度を分析できます。
環境イオン化の技術分類
周囲イオン化技術は、通常、固液抽出、プラズマゴースト技術、2 ステップ法、レーザー技術など、動作モードに基づいて複数のカテゴリに分類されます。これらの方法にはそれぞれ独自の利点があり、広く使用できます。さまざまな分析ニーズに対応します。
市販の周囲イオン化源
技術の進歩により、科学者は多くの市販の周囲イオン化源を利用できるようになり、この技術を利用しやすくなり、コストも管理できるようになりました。
環境イオン化技術は分析化学の様相を変え、さまざまな分野で急速な発展を促進しています。このような新たな機会に直面すると、私たちはこう考えずにはいられません。将来のテクノロジーは、分析化学に対する私たちの理解をさらにどのように変えるのでしょうか?
