ANTITECK - Laborategiko ekipamendua, industria automatizazioa, moldaketa medikoa eta giltza eskuan irtenbidea ematea.
biologia-laborategi-ekipoa

Zer da IMS

Posted on September 29, 2022 by Zeng YingLab Ekipamendua

Zer da IMS?

IMS, labur ioien mugikortasunaren espektroskopia, 1960ko hamarkadaren amaieran garatutako detekzio-teknika bat da, ioiak bereizteko eta karakterizatzeko ioien mugikortasun-denboraren aldea erabiltzen duena, atxikipen-denbora kromatografikoaren antzeko kontzeptu baten laguntzaz, eta hasieran kromatografia plasmatikoa deitzen zitzaion.

IMS garapenaren historia laburra

IMS-ioi-mugikortasun-espektrometria
IMS-ioi-mugikortasun-espektrometria

IMS konbentzionalen garapenaren historia laburra

1970eko hamarkadan: Ioien mugikortasun-espektrometria "Gas-kromatografiarekin konparagarria den bereizketa-eraginkortasunari dagokionez" bereizketa-teknika gisa sortu zen, orduan plasma-kromatografia deitzen zitzaiona; ioien mugikortasunaren espektrometria errentagarria eta azkarra zen, eta garai hartan batez ere gasen neurketaren arloan erabiltzen zen.

Hutsik behar ez duen masa-espektrometria-teknika denez, asko ikertu da. Ioien mugikortasunaren espektrometriak huts-sistema garestirik behar ez duenez, neurtutako materialaren masa-kopurua masa-zenbakiaren eta tamaina molekularren arteko erlazioaren arabera estima daiteke; eta masa espektrometriaren prezioa oso altua zen garai hartan, beraz, ioien mugikortasunaren espektrometria hutsik gabeko eta kostu baxuko masa espektrometria gisa erabiltzen zen. Hala ere, aldi berean, teknika kromatografikoen bereizmena izugarri handitu zen, eta ioien mugikortasunaren espektrometria oso atzean geratu zen bereizketa aplikazioetan.

1980. hamarkada: Ioien Mugikortasun Espektrometroa (IMS) kromatografoetarako detektagailu gisa erabili zen. Eramangarritasuna, sendotasuna eta eremua detektatzeko egokitasuna dela eta, Ion Mugikortasun Espektrometroa industria militarrean, arma kimikoen detekzioan eta beste esparru batzuetan erabiltzen da.

1990eko hamarkadatik XXI. mendearen hasierara arte: ioien mugikortasunaren espektrometria marihuana, droga eta lehergaiak detektatzeko alorrean erabili zen, batez ere "9/11" gertatutakoaren ostean, lehergailuen detekzioa garrantzitsuagoa bihurtu da eta ioien mugikortasun-espektrometriaren eskaria areagotu egin da. Gaur egun, ioien mugikortasun-espektrometria-tresna honen 200,000 unitate baino gehiago saldu dira mundu osoan eremuan azkar detektatzeko.

Era berean, ioien mugikortasunaren espektrometria lehendik dauden masa espektrometroen aurrean gehi daiteke bereizketa dimentsio bat gehitzeko, hala nola Waters-en Synapt MS, Thermo Scientific-en FAIMS eta AB SCIEX-en SelexION, denak ioien mugikortasun-espektrometriaren aplikazioak.

Goiko ioi-mugikortasun-espektrometria-tresna guztiek, ordea, bereizketa-eraginkortasun nahiko baxua dute eta ohiko ioi-mugikortasun-espektrometriaren antzera funtzionatzen dute.

Errendimendu handiko Ioien Mugikortasun Espektroskopia (HPIMS) jaiotza

HPIMS High-Performance Ion Mugikortasun Espektrometria Excellims kontzeptua bereizmenari (bereizte-ahalmena), sentikortasunari, aurretratamendu-metodoei, barruti linealari eta doitasunari dagokienez hobetzeko proposatu zen. Bere egitura DTIMSen hobekuntzatzat har daiteke 70 inguruko bereizmenarekin.

Ohiko IMS eta HPIMS konparaketa

Ioi-mugikortasun-espektrometria
Ioi-mugikortasun-espektrometria

Ohiko ioien mugikortasunaren espektroskopiarekin alderatuta, errendimendu handiko ioien mugikortasunaren espektroskopia hobetu egin da bereizmenean (bereizte-gaitasuna), sentsibilitatean, aurretratamendu-metodoetan, gama lineala eta doitasunean.

Ohiko IMSHPIMS
Ebazpena (bereizte ahalmena)12-4060-90
Sentikortasuna (detekzio-muga minimoa)pg-ng mailapg-ng maila
Laginketa eta ionizazio metodoaLagin solidoak bereizmen termikoa erabiliz, Ni63 ioi erradioaktiboen iturriaLagin solidoak termikoki ebazten dira koroa deskarga-iturri batekin; lagin likidoak elektrospray egiten dira; gas laginak ere zuzenean elikatu daitezke
Analisi-abiadura5-10 segundo5-10 segundo
Gama lineala1-2 magnitude ordena2-4 magnitude ordena
Zehaztasun% 10-15 RSD% 1-5 RSD

IMS aplikazioa

IMS eremu-tresna analitiko sinple eta fidagarria da, detekzio-teknologia oso sentikorra duena, ondoko eremuetako aplikazioetarako.

Aplikazio Militarrak

Tresna analitiko modernoa ioien mugikortasun-espektrometroa da gerra kimikoko agenteak detektatzeko aplikazio militarrei burura etortzen zaien lehen gauza. Ioien mugikortasunaren espektrometroa eremuko analizatzaile sinple eta fidagarria da, aldi berean ioi positiboak eta negatiboak kontrola ditzakeena, eta, horrela, gerra kimikoko agente sorta zabala aldi berean kontrolatzeko aukera ematen du, hala nola, nerbio-agenteak, agente besikatzaileak, odol-agenteak eta asfixia-agenteak, hau da. IMS teknologiaren garapen azkarraren arrazoia. Deriba-hodiak tenperatura konstantea eta hezetasun-baldintza konstanteak mantentzen dituenez, ioien mugikortasun-espektrometroa oso egokia da itsas eta lurreko indarrak defentsa kimikorako hornitzeko, batez ere itsasontzien unitateak dauden tenperatura eta hezetasun handiko ingurunerako.

Segurtasun Sail Nazionala

IMS maila molekularrean detekzio-teknologia oso sentikorra denez, dagozkien tresnek detekzio-muga oso baxuak dituzte eta objektu partikularrak aztarna-kopuruetan hauteman ditzakete hutsean injekzio-sistema bat gehituta. IMS-k lehergaiak hauteman ditzake forma eta tamaina ezberdinetako gutunetan, paketeetan eta padetan segundotan, eta giza garraiagarriak detektatzeko ere erabil daiteke. Maila guztietako segurtasun nazionaleko departamentuek IMSren detekzio-teknologia oso sentikorra erabil dezakete lehergailuak detektatzeko, herrialdearen eta pertsonen bizitzaren segurtasuna bermatzeko.

Aduana-sailak

Aduana-sailek gero eta gehiago erabiltzen dituzte IMS kontrolatzeko tresnak, hala nola, zulatu eta narkotikoak bezalako kontrabandoko drogak kontrolatzeko. IMS-ren detekzio-teknologia aurreratuari esker, aduana eta aireportuetan bezalako ate garrantzitsuetan karga eta fardelen jarraipena asko hobetu da, eta kontrabandoa eta droga-trafikoa bezalako jarduera kriminalen ezarpenari gogor borrokatu da.

Ingurumenaren jarraipena

Azken urteotan, IMS monitoreak erabili dira kontrolatzeko ingurumena, suteak, uraren kutsadura, elikagaiak eta gas toxikoak landare kimikoetan, etab. IMS-k egurra ere detekta dezake, eta zail daiteke bereiztea zaildutako egurrak elkarrekin nahasten direnean, baina erraz bereiz daitezke IMS erabiliz egur ezberdinek igortzen dituzten gasak erabiliz. Eraikitako datu-basea agente kimikoen monitoretik alda daiteke ingurumenaren zaintza bereziaren beharrak asetzeko.

Beste arlo

Nazioarteko terrorismoaren ugaltzearekin batera, gerra nuklear, biologiko eta kimikoko agenteek gero eta mehatxu handiagoa dute munduko bakerako eta ingurumenerako, baita pertsonen bizitzaren segurtasunerako ere. Bakterio, birus eta patogeno arriskutsu hauek identifikatzeko detekzio-sistemek azkarrak eta zehatzak izan behar dute jendeak azkar erantzuteko eta epe laburrean bizitzak salbatzeko neurri egokiak har ditzan, eta horrela bizitzak babesteko.

Nola funtzionatzen du IMS?

IMS-espektrometria
IMS-espektrometria

The Ioien mugikortasunaren espektrometriaren oinarrizko printzipioa hau da, ioi-iturburuak lagina ioi bihurtzen duenean, eremu elektrikoak bultzatuta, ioi horiek eremu elektriko ahuleko noraezaren eskualdean sartzen dira aldian-aldian irekitzen den ioi-ate baten bidez. Kontrako korronte neutroko gas molekulen talka etengabean, eremu elektrikoan ioi horien migrazio-abiadura desberdinak direla eta, ioi desberdinak bereizten dira eta segidan detektagailura (Ioi-detektagailua) iristen dira detektatzeko. Ioien mugikortasuna ioiek erabiltzen duten deriba-denboratik kalkula daiteke (mugikortasuna eremu elektrikoaren indarra unitateko ioien noraezaren abiadura gisa definitzen da). Hainbat substantziaren ioien mugikortasuna baldintza jakin batzuetan aldatzen denez, eremu elektrikoan ioi ezberdinen noraez-denbora ere aldatzen da. Hori dela eta, lagina bereizi eta ezaugarritu daiteke noraeza denboraren neurketaren arabera, eta ioi-detektagailuak detektatutako ioi kopurua helburu kuantitatiboetarako erregistratu daiteke. Ioien mugikortasunaren espektrometria-teknika hegaldiaren denbora-masa-espektrometriaren teknikaren antzekoa da, hala ere, hegaldi-denbora-masa-espektrometriak huts handian funtzionatu behar du, eta ioien mugikortasun-espektrometria presio atmosferikoaren pean funtzionatzen du.

IMS motak

Drift-denbora ioiko mugikortasun-espektrometria, DTIMS

Aspirazio ioien mugikortasun-espektrometria, AIMS

Uhin ioien mugikortasunaren espektrometria bidaiaria, TWIMS

Eremu asimetrikoen ioi-mugikortasunaren espektrometria, FAIMS

Harrapatutako Ioien Mugikortasun Espektrometria, TIMS

IMS porrotaren faktoreak

IMS-k ioien migrazioa sortzen du, zeren isolatzailearen bi muturretan metalen artean DC eremu elektrikoa dagoenean, bi alde horietako metalak bi elektrodo bihurtzen dira, non anodo gisa jokatzen duen aldea ionizatu eta isolatzailetik zehar migratzen baita metalera. beste aldean (katodoa) eremu elektrikoaren eraginpean. Beraz, isolatzailea egoera eroale ionikoan dago. Jakina, horrek isolatzailearen errendimendua murriztuko du edo are eroale bihurtuko da eta zirkuitulaburren akatsa eragingo du.

Ingurune heze batean IMS gailu baten gainazalean edo isolatzaile baten barruan elektrolitoak sortzeko potentziala dagoenean gertatzen da. Besteak beste, isolatzaile mota bera, konposizioa, gehigarriak, zuntzen propietateak, erretxina propietateak, etab.

Substratuaren konposizio-faktoreei dagokienez, hiru alderdi daude.

Bata erretxinaren aldea, erretxinaren konposizioa, talde funtzionalak, ontze-maila, ioien kontzentrazioa (purutasunak, hidrolisi propietateak, etab.), hezetasuna xurgatzea da.

Bigarrenik, zuntzaren aldea: beira-zuntzen dentsitatea, zuntz organikoen hezetasuna xurgatzea.

Hirugarrenik, prozesatzeko baldintzak: zeharkako zuloaren baldintzak (platatze-disoluzio-hondakinarekin edo gabe), laminazio-baldintzak (erretxina arteko atxikimendua), prozesatzeko prozesuko hondarrak (zakarren, xaflatzearen hondarrak, etab.).

Zirkuitu plakaren gainazaleko faktore eragileei dagokienez, faktore gehiago daude. Substratu faktoreaz gain, plakatze-zuloetan garbitu ezin diren substratuan instalatutako osagai eta metalezko osagaiek, soldadura, kola, elektrolisirako joera duten substantziak, hauts plasma kutsadura, ihintza, etab.

Azterketa sakonago batetik, zirkuituaren eta egituraren diseinua ere lotuta dago ioien migrazioaren hutsegitearekin. Zirkuitu plakako eremu elektrikoaren banaketa eta oxidaziorako joera duten metalezko materialek daramaten elektrizitatearen polaritatea zirkuituaren eta egituraren diseinuarekin erlazionatuta daudelako. Lerro-tarteen artean eta DC eremu elektrikoaren eta ioien migrazioaren agerraldiaren arteko lerroak harreman zuzena du, DC eremu elektrikoaren arteko aldameneko bi lerroak daudenean, fase-korronte beraren arteko potentzial-diferentziak egotea barne, baldintza hezeetan. , oso erraza da metalaren ionizazioaren anodo egoeran eta katodo erlatiborako migrazioan gertatzea. Hori ere lotuta dago linean instalatutako osagai eta gailuetarako erabiltzen diren metalezko materialen propietate fisikoekin. Esaterako, metalaren ionizazio-energiak, ioien hidrolisiak eta ioien mugikortasunak eragin handia dute ioien migrazioan.

Cookieak erabiltzen ditugu gure webgunean ahalik eta esperientzia onena eskaintzeko. Gune hau erabiltzen jarraituz gero, cookieen erabilera onartzen duzu.
Onartu
Pribatutasun politika