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1960년대부터 오늘날까지: 이동형 질량분석기의 발전은 얼마나 놀라운가요?
분석화학 분야에서 이온 이동도 질량 분석법(IMS-MS)은 매우 중요한 분석 방법입니다. 이 기술은 충돌 가스와의 상호작용과 질량을 기준으로 기체 상태 이온을 분리하고, 매우 짧은 시간 안에 세부적으로 분석합니다. 이 과정에서 IMS 기술의 발전 역사는 놀라울 뿐만 아니라, 과학기술의 진보 빈도와 속도를 보여주기도 합니다.
개발 역사
IAN 이동식 질량 분석법의 기원은 1960년대로 거슬러 올라갑니다. 초기 개척자 중 한 명인 얼 W. 맥대니얼은 IMS-MS의 아버지로 여겨지며, 그는 1960년대에 저주기장 이온 이동 드리프트 셀과 질량 분할기를 결합했습니다. 1963년 벨 연구소는 비행시간형 질량 분석법과 이온 이동도형 질량 분석법을 혁신적으로 결합하는 분야를 개척했습니다.
1969년, 코헨 외 연구진은 당시 TOFMS 분야에서 큰 혁신을 가져온 IMS-QMS 시스템에 대한 특허를 취득했습니다.
시간이 흐르면서 많은 기술 혁신이 등장합니다. 1996년에 Guevremont 등은 ASMS 회의에서 IMS-TOF에 관한 포스터를 발표했고, 1997년에 Tanner는 IMS 분리에 사용할 수 있는 사중극자 필드 장치에 대한 특허를 취득하여 이 분야의 연구를 더욱 발전시켰습니다.
악기 설정
이온 이동도 질량 분석 장비는 일반적으로 이온 이동도 분광기와 질량 분석기로 구성됩니다. 샘플은 기체 상태에서 이온으로 변환되는데, 이 과정은 분석 대상의 물리적 상태에 따라 달라지는 다양한 이온화 방법을 사용하여 수행할 수 있습니다.
고체 시료 분석에서는 레이저 보조 탈착 이온화(MALDI)가 널리 사용되며, 특히 대형 분자의 경우에 많이 사용됩니다.
이온 이동 분리 기술
IMS-MS에서는 다양한 이온 이동 기술을 결합하여 더 높은 감도를 달성할 수 있습니다. 예를 들어, 드리프트 튜브 이온 이동도 분광법(DTIMS)은 전기장을 사용하여 튜브 내의 이온을 이동시키고, 충돌 단면적의 차이로 인해 서로 다른 이온이 분리됩니다. 또한, 고전압의 비대칭 파형을 사용하여 분리하는 차등 이동 분광법(DMS) 기술도 발전하고 있습니다.
적용 범위
복잡한 혼합물을 분석하는 데 있어서 IMS-MS 기술의 잠재력을 과소평가해서는 안 됩니다. 이동성에 따라 기체 상태 이온의 구조를 심층적으로 연구할 수 있으며 분자 모델링 분석에 장점이 있습니다. 이 기술은 새로운 화합물 발견, 폭발물 탐지, 단백질 분석에 중요한 역할을 합니다.
최근, 마이크로-FAIMS가 전기분무 이온화 질량 분석법과 액체크로마토그래피 질량 분석법과 통합되어 질량 분석 전에 이온을 빠르게 분리하고 분석 감도를 크게 향상시켰습니다.
요즘에는 기체상 이온 활성화 방법도 복잡한 구조를 심층적으로 탐구하는 데 사용됩니다. 그 중 충돌 유도 언폴딩(CIU) 기법을 사용하면 연구자가 이온 구조의 변화를 관찰하고 비공유 결합에 대한 더 깊은 이해를 얻을 수 있습니다. 분자간의 상호작용. 이러한 방법은 제약 분석, 생화학적 응용 분야를 포함한 다양한 분야에서 효과가 입증되었습니다.
미래를 내다보면, IMS-MS 기술은 앞으로도 과학계에서 중요한 역할을 수행하면서 분석 화학의 새로운 트렌드를 선도할 것인가?
