Language
Country/Area
No result found
Sức hấp dẫn của công nghệ plasma: Làm thế nào để tạo ra ion bằng cách phóng điện?
Trong khám phá khoa học ngày nay, công nghệ ion hóa đang dần cho thấy giá trị độc đáo của nó trong phân tích phổ khối. Đặc biệt, công nghệ plasma không chỉ có thể phân tích mẫu nhanh chóng mà còn có thể tạo ra ion trực tiếp mà không cần xử lý mẫu trước. Sự quyến rũ của công nghệ này nằm ở hiệu quả và sự tiện lợi của nó. Chúng ta hãy cùng khám phá sâu hơn về nguyên lý hoạt động và ứng dụng của công nghệ này.
Cơ sở của công nghệ khai thác
Một nhánh quan trọng của quá trình ion hóa xung quanh là chiết xuất rắn-lỏng, trong đó một luồng khí tích điện đầu tiên được đưa vào bề mặt mẫu để tạo thành một lớp màng lỏng. Điều này khiến các phân tử trên bề mặt mẫu đi vào dung môi và khi các giọt chính chạm vào bề mặt, các giọt thứ cấp được tạo ra. Các giọt thứ cấp này là nguồn ion để phân tích phổ khối.
"Ion hóa phun điện giải hấp phụ (DESI) là nguồn ion hóa môi trường cổ điển sử dụng nguồn phun điện để tạo ra các giọt tích điện tương tác trực tiếp với các mẫu rắn."
Ngoài DESI, còn có phương pháp quang ion hóa áp suất khí quyển giải hấp (DAPPI), sử dụng kết hợp hơi dung môi nóng và tia cực tím để phân tích trực tiếp các mẫu hạt trên bề mặt. Quá trình này không chỉ cải thiện độ chính xác của phân tích mà còn mở rộng phạm vi mẫu có thể phân tích.
Ứng dụng công nghệ cơ bản plasma
Plasma hoạt động dựa trên nguyên lý phóng điện, có thể tạo ra các ion phản ứng trong dòng khí và ion hóa hóa học các chất dễ bay hơi trong mẫu. Một số kỹ thuật sử dụng Leiner hoặc kích thích nhiệt trong quá trình phóng điện heli để cho phép ion hóa trong pha khí và các ion này có thể phản ứng với chất phân tích để tạo ra các ion cần thiết cho phép đo phổ khối.
"Quá trình proton hóa nội tại bởi các cụm nước xung quanh trong quá trình phóng điện heli là một con đường quan trọng để ion hóa plasma."
Phương pháp này không giới hạn ở việc phát hiện các ion dương. Đối với một số mẫu, chế độ ion âm cũng có thể được sử dụng. Điều này đặc biệt hiệu quả khi phát hiện các phân tử có tính axit pha khí cao hơn, chẳng hạn như axit cacboxylic.
Ưu điểm của Ion hóa hỗ trợ bằng Laser
Quá trình ion hóa xung quanh bằng laser bao gồm việc đầu tiên là hấp thụ hoặc làm bay hơi mẫu bằng tia laser xung và sau đó tương tác vật liệu đó với bình xịt hoặc plasma để tạo ra các ion. Phương pháp này làm tăng tính linh hoạt của việc phân tích mẫu và mở rộng các loại hợp chất có thể phân tích.
"Công nghệ ion hóa phun điện giải hấp thụ bằng laser (ELDI) kết hợp những ưu điểm của tia laser UV và IR để giải hấp thụ hiệu quả các vật liệu vào đám mây phun điện giải nhằm tạo ra các ion tích điện cao."
Phương pháp này lần đầu tiên được kết hợp với phép đo phổ khối trong phân tích kim loại và các lĩnh vực ứng dụng của nó liên tục được mở rộng trong các nghiên cứu tiếp theo.
Các phương pháp không dùng laser hai bước mới nổi
Trong phương pháp ion hóa hai bước không dùng laser, việc loại bỏ vật liệu và ion hóa là các bước riêng biệt. Ví dụ, phương pháp ion hóa phun điện đầu dò (PESI) kết hợp với kim rắn sắc nhọn, có thể cải thiện khả năng chịu mặn cao và giảm đáng kể lượng mẫu tiêu thụ, là một khả năng mới.
Ion hóa pha khí và phản ứng hóa học
Các chất phân tích được tạo ra từ pha khí, dù là hơi thở, mùi hay hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), hiện có thể được phát hiện hiệu quả với độ nhạy ngày càng cao. Quá trình này thường đạt được thông qua phản ứng hóa học ở pha khí, sử dụng tác nhân tích điện để va chạm với các phân tử chất phân tích để truyền điện tích.
"Ion hóa phun thứ cấp (SESI) sử dụng điện cực nano chạy ở nhiệt độ cực cao để tạo ra các giọt nhỏ bốc hơi nhanh chóng, giúp phân tích các chất dễ bay hơi hiệu quả."
Phương pháp này cho thấy những ưu điểm độc đáo của nó trong việc phân tích theo dõi các loại khí hỗn hợp và các chất ít bay hơi khác.
So sánh kỹ thuật toàn diện
Với sự tiến bộ của công nghệ, công nghệ ion hóa môi trường đã được phân loại thành nhiều công nghệ khác nhau như "chiết xuất", "plasma", "bước đôi", "laser", "âm thanh", v.v. Mỗi phương pháp đều có những đặc điểm riêng. và các tình huống ứng dụng.
Ngày nay, sự kết hợp giữa plasma và các công nghệ ion hóa khác cung cấp một giải pháp toàn diện hơn cho nghiên cứu khoa học và các ứng dụng công nghiệp. Việc sử dụng các công nghệ này trong phân tích nhiều mẫu khác nhau sẽ giúp nghiên cứu trong tương lai chính xác và hiệu quả hơn. Khi chúng ta nghĩ về các ứng dụng và tiềm năng của những công nghệ này, bạn có cảm nhận được khả năng vô hạn của công nghệ trong việc thay đổi thế giới của chúng ta không?
