从空气中提取分析物:DESI 技术的工作原理是什么?

在当今的科学研究和实验室分析中,寻找一种能够提供准确、高效和便捷的样品分析方法成为了一项重要的挑战。近年来,「脱附电喷雾电离技术」(Desorption Electrospray Ionization, DESI)已成为一种新兴的气相电离技术,广泛应用于质谱分析,让研究人员能够在常压环境下进行样品的直接分析。这种技术的独特之处,在于它能够从样品表面提取分析物,而无需进行复杂的样品前处理。

「DESI技术的核心在于能够利用带电的溶剂喷雾高效提取样本中的分析物,并将这些分析物传送至质量分析仪进行分析。」

DESI的工作原理

DESI技术的运作原理是透过利用一种快速移动的带电溶剂流,斜着射向样品表面。当带电的喷雾与样品接触时,分析物会被吸附并进入溶剂中,随后喷雾中的带电液滴携带着这些分析物悬浮在空气中,直至它们被引导到质量分析仪内部进行质量分析。

历史背景

DESI自2004年首次被提出以来,便引领了环境离子化技术的迅速进步。当时,来自普渡大学的研究小组致力于研究不需要将样品置于真空中的方法。这一技术与「即时分析技术」(DART)都为环境离子化技术的迅速扩展奠定了基础,现今已有超过八十种新技术被开发出来。

「DESI不仅能分析法医样本,还能有效检测药品、植物组织及生物体样本等。」

电离机制

在DESI中,分析物的电离过程依赖于其分子量。高分子量分子,如蛋白质和肽,显示出类似电喷雾的光谱,并且可以观察到多重带电离子,显示出它们可以从溶剂滴中有效转移电荷。相较之下,低分子量分子则依赖于电荷转移的过程。

应用范畴

DESI技术的应用范围相当广泛,涵盖了食品和药品监管、环境监测及生物技术等多个领域。例如,激光消融电喷雾电离(LAESI)便是在植物和动物组织成像中具有出色表现的一种衍生技术。

「LAESI能够进行活细胞成像,并且无需任何样品前处理即可完成分析。」

仪器配置与技术整合

DESI所需的设备通常包括一个高速度的气动辅助电喷雾喷嘴,该喷嘴持续朝着样品表面喷射,形成一层微米级的薄溶剂膜。此膜能够轻易地将样品粒子脱附,为质谱分析提供组成。随着技术的发展,DESI甚至可以与其他技术,如液相色谱、电动渗透质谱等多种技术结合使用,大幅提升分析效率。

展望未来

随着科技的进步,DESI技术的应用只会越来越广泛,未来的研究方向可能会集中在如何进一步提高该技术的灵敏度及准确度。这项技术的发展不仅提升了科学研究的效能,还改变了我们对于气相电离技术的认知。不过,在这项技术持续进化的过程中,还有多少未知的可能性和挑战在等待着我们去探索呢?

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在当今科学研究与行业应用中,精确的化学分析是一项核心需求。而随着大气离子化技术的进步,去除样品预处理的需求,Desorption Electrospray Ionization (DESI) 技术正逐渐引起广泛关注。 DESI是一种可以在环境条件下进行质谱分析的技术,不需要将样品放入真空中。这项技术自2004年问世以来,已经在法医学、药物、环境监测,以及生物技术等多个领域展现了其应用潜力。
2004 年的革命:DESI 如何改变了质谱分析的未来?
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