В последние годы в научном прогрессе постепенно стало уделяться внимание технологии ионизации окружающей среды. Это технология ионизации вне масс-спектрометра, которая не требует подготовки или разделения проб. Эта технология основана на различных методах, включая извлечение из заряженных капель распыления, термическую десорбцию и использование лазерной десорбции, что открывает новые возможности для научных исследований.
Ионизация твердожидкостной экстракции — это технология, в которой используется заряженный распылитель для создания пленки жидкости на поверхности образца. Во время этого процесса молекулы на поверхности образца экстрагируются в растворитель. Впоследствии, когда первичные капли сталкиваются с поверхностью, образуются вторичные капли. Эти капли являются источниками ионов для масс-спектрометра.
Данные показывают, что десорбционная ионизация электрораспылением (DESI) является одной из первых технологий ионизации окружающей среды, позволяющей анализировать твердые образцы в режиме реального времени.
Другим методом твердожидкостной экстракции является десорбция, фотоионизация при атмосферном давлении (DAPPI), в которой используется комбинация инъекции горячего пара растворителя и ультрафиолетового света для непосредственного анализа образцов, нанесенных на поверхность.
Технология ионизации окружающей среды на основе плазмы создает ионы посредством электрических разрядов, генерируемых в текущих газах. Этот процесс обычно требует использования тепла для облегчения десорбции летучих материалов из образца.
Например, кластеры протонированной воды могут ионизировать молекулы образца посредством переноса протона, что имеет решающее значение для многих приложений.
Одной из наиболее широко используемых сегодня плазменных технологий является метод Direct Analysis Instant (DART), который уже коммерциализирован и позволяет анализировать образцы в рутинных условиях.
Лазерная ионизация окружающей среды представляет собой двухэтапный процесс: сначала импульсный лазер используется для десорбции или абляции веществ из образца, а затем эти вещества взаимодействуют с электрораспылением или плазмой с образованием ионов. Лазеры все чаще используются в качестве источников ионизации, особенно при анализе металлов и исследовании множества других материалов.
В двухэтапном нелазерном методе этапы удаления образца и ионизации разделены. Например, зондовая ионизация электрораспылением (PESI) позволяет осуществлять прямой отбор проб с высокой солеустойчивостью и минимальным расходом проб, что делает этот метод большим интересом в аналитической химии.
Поскольку чувствительность продолжает улучшаться, аналиты в газовой фазе (например, запахи, летучие органические соединения) можно обнаружить, даже если давление их паров низкое. При вторичной ионизации электрораспылением (SESI) крошечные капли, генерируемые наноэлектроспреем в термической среде, могут быстро испаряться и осаждать необходимые ионы.
Данный метод позволяет анализировать концентрации малолетучих веществ, особенно веществ с молекулярной массой до 700 Да.
Технологии ионизации окружающей среды обычно делятся на несколько категорий в зависимости от режимов их работы, включая твердожидкостную экстракцию, технологию плазменного призрака, двухэтапные методы и лазерную технологию. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и может широко использоваться. в различных аналитических потребностях.
Благодаря технологическому прогрессу многие коммерческие источники ионизации окружающей среды теперь доступны ученым, что делает эту технологию доступной и экономически контролируемой.
Технология экологической ионизации меняет лицо аналитической химии и способствует быстрому развитию в различных областях. Столкнувшись с этими новыми возможностями, мы не можем не задуматься: как технологии будущего изменят наше понимание аналитической химии?