為什麼 DESI 技術可以在不準備樣品的情況下進行精確分析?

在當今科學研究與行業應用中,精確的化學分析是一項核心需求。而隨著大氣離子化技術的進步,去除樣品預處理的需求,Desorption Electrospray Ionization (DESI) 技術正逐漸引起廣泛關注。DESI是一種可以在環境條件下進行質譜分析的技術,不需要將樣品放入真空中。這項技術自2004年問世以來,已經在法醫學、藥物、環境監測,以及生物技術等多個領域展現了其應用潛力。

DESI利用快速移動的帶電溶劑流,從樣品表面提取分析物並將二次離子推向質譜分析儀。這一過程不僅高效,還能在幾乎無需樣品準備的情況下進行分析。

DESI的核心運作原理是將帶電的噴霧霧流射向樣品表面,這一噴霧與樣品的距離僅幾毫米。這意味著,分析物不是從樣品中提取,而是利用一種即時的環境掠影進行分析。例如,在生物組織的研究中,DESI可以在實際的生物環境中捕捉樣品,不損壞其結構,這在過去的分析技術中是無法實現的。

DART和DESI這類新興的離子化技術,正是因為不需要傳統的樣品準備程序,才得以持續快速生長,今天已經孕育出眾多相關技術。這其中一個重要優勢是可以大幅提高分析的通量,達到每分鐘45個樣品的處理率。

DESI技術結合了電噴霧離子化(ESI)和表面脫附技術的優勢,使得在環境壓力下的微量樣品分析又快又準,這是化學分析革命的一個關鍵步驟。

DESI的運作原理

在運作過程中,DESI的噴霧流將樣品上不同比重的分子以不同方式進行離子化。對於重分子(如蛋白質或肽)來說,其離子化過程往往表現出電噴霧類似的光譜,而輕分子則是通過電子或質子進行電荷轉移。

這使得DESI不僅受到有機化學家的青睞,也引起眾多生物學家的關注。例如,該技術能夠在活體細胞上進行實時影像分析,這在傳統的分析技術中幾乎無法實現。

DESI的應用領域

DESI技術的應用範圍廣泛,從食品和藥物管理到環境監測,均有其身影。以下是幾個具體的應用案例:

  • 法醫學分析:DESI被用於毒物分析及痕跡技術的研發,幫助刑事調查人員獲取精確的化學成分信息。
  • 生物醫學研究:通過DESI技術進行的活細胞影像分析,不僅提高了細胞環境中化學成分的檢測精度,還促進了醫學診斷的發展。
  • 植物及水果分析:利用DESI對農產品進行成分分析,能夠迅速提供果實的營養成分及健康狀況。

配合質譜技術,DESI可在沒有樣品準備的情況下實現多種物質的分析,這不僅提高了工作效率,還降低了測試成本。

未來的發展

隨著科技的不斷進步,DESI技術的潛在應用場景仍在快速擴展。例如,結合激光脫附電噴霧技術的分析方法,使得即時成像和細胞間分析成為可能。在未來,這些技術不僅能在食品和環境檢測中得到應用,甚至可能依賴於這些新技術來進行更深入的醫學研究。

那麼,隨著非接觸性分析技術的不斷成熟,未來的分析技術將會如何影響我們的生活?

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