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주변 이온화의 놀라운 세계: 샘플 준비 없이 이온을 생성하는 방법?
최근 과학의 발전 속에서 환경 이온화 기술이 점차 주목을 받고 있습니다. 이는 질량분석기 외부의 이온화 기술로 시료 준비나 분리가 필요하지 않습니다. 이 기술은 대전된 스프레이 방울로부터 추출, 열 탈착, 레이저 탈착 등 다양한 방법을 기반으로 하며 과학 연구에 새로운 가능성을 제시합니다.
고액 추출 이온화
고액 추출 이온화는 하전 스프레이를 사용하여 시료 표면에 액체 막을 생성하는 기술입니다. 이 과정에서 샘플 표면의 분자가 용매로 추출됩니다. 이어서 1차 액적이 표면과 충돌하면 이러한 액적이 질량 분석기의 이온 소스가 됩니다.
데이터에 따르면 DESI(탈착 전기분무 이온화)는 고체 시료를 실시간으로 분석할 수 있는 최초의 환경 이온화 기술 중 하나입니다.
또 다른 고체-액체 추출 방법은 탈착 대기압 광이온화(DAPPI)로, 뜨거운 용매 증기 주입과 자외선을 조합하여 표면에 침전된 샘플을 직접 분석합니다.
플라즈마 기반 기술
플라즈마 기반 주변 이온화 기술은 흐르는 가스에서 발생하는 전기 방전을 통해 이온을 생성합니다. 이 과정에서는 일반적으로 샘플에서 휘발성 물질을 탈착하는 데 도움이 되는 열을 사용해야 합니다.
예를 들어 양성자화된 물 클러스터는 양성자 이동을 통해 샘플 분자를 이온화할 수 있으며 이는 많은 응용 분야에서 매우 중요합니다.
현재 가장 널리 사용되는 플라즈마 기술 중 하나는 DART(Direct Analysis Instant)로 상용화되어 일상적인 환경에서 시료를 분석할 수 있습니다.
레이저를 이용한 이온화
레이저를 이용한 주변 이온화는 먼저 펄스 레이저를 사용하여 샘플에서 물질을 탈착하거나 제거한 다음 이러한 물질을 전기 분무 또는 플라즈마와 상호 작용하여 이온을 형성합니다. 레이저는 특히 금속 분석과 다양한 기타 재료 연구에서 이온화 소스로 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
2단계 비레이저 방식
2단계 비레이저 방법에서는 시료 제거 단계와 이온화 단계가 분리되어 있습니다. 예를 들어, PESI(프로브 전기분무 이온화)를 사용하면 높은 염 내성과 최소한의 샘플 소비로 직접 샘플링이 가능하므로 이 기술은 분석 화학에서 큰 관심을 끌고 있습니다.
기상 이온화 기술
감도가 지속적으로 향상됨에 따라 증기압이 낮더라도 기체상의 분석물(예: 냄새, 휘발성 유기 화합물)을 검출할 수 있습니다. 2차 전기분무 이온화(SESI)에서는 열 환경에서 나노전기분무에 의해 생성된 작은 방울이 필요한 이온을 빠르게 증발하고 침전시킬 수 있습니다.
이 방법을 사용하면 휘발성이 낮은 물질, 특히 분자량이 700Da 이하인 물질의 농도를 분석할 수 있습니다.
환경 이온화의 기술적 분류
대기 이온화 기술은 일반적으로 작동 모드에 따라 고체-액체 추출, 플라즈마 고스트 기술, 2단계 방법, 레이저 기술 등 여러 범주로 구분됩니다. 각 방법은 고유한 장점이 있어 널리 사용될 수 있습니다. 다양한 분석 요구 사항에 따라
상업적으로 이용 가능한 주변 이온화 소스
기술이 발전함에 따라 이제 많은 상업용 주변 이온화 소스를 과학자들이 사용할 수 있게 되었으며, 이로 인해 이 기술에 접근하고 비용을 제어할 수 있게 되었습니다.
환경 이온화 기술은 분석 화학의 모습을 바꾸고 다양한 분야에서 급속한 발전을 촉진하고 있습니다. 이러한 새로운 기회에 직면하면서 우리는 다음과 같은 생각을 하지 않을 수 없습니다. 미래 기술이 분석 화학에 대한 우리의 이해를 어떻게 더욱 변화시킬 것인가?
