ki sa ki IMS?
IMS, kout pou spèktroskopi mobilite iyon, se yon teknik deteksyon devlope nan fen ane 1960 yo ki itilize diferans nan tan mobilite iyon pou separasyon ak karakterizasyon iyon, avèk èd nan yon konsèp ki sanble ak tan retansyon chromatografik, e li te okòmansman rele plasma chromatografi.
Brèf istwa devlopman IMS
Brèf istwa devlopman IMS konvansyonèl yo
Nan ane 1970 yo: Spectrometri mobilite iyon te parèt kòm yon teknik separasyon "konparab ak kromatografi gaz an tèm de efikasite separasyon", ke yo te rele kromatografi plasma lè sa a; spektwometri mobilite iyon te efikas an tèm de pri e rapid, e li te sitou itilize nan domèn mezi gaz nan moman sa a.
Kòm yon teknik espektrometri mas ki pa mande pou yon vakyòm, li te etidye anpil. Depi spèktrometri mobilite ion pa mande pou yon sistèm vakyòm chè, yo ka estime kantite mas materyèl ki mezire ki baze sou relasyon ki genyen ant nimewo mas ak gwosè molekilè; ak pri a nan espektrometri mas te trè wo nan tan sa a, se konsa iyon mobilite espektrometri te itilize kòm vakyòm-gratis, pri ki ba espektrometri mas. Sepandan, pandan menm peryòd la, rezolisyon teknik kwomatografik yo te ogmante dramatikman, epi yo te kite spèktrometri mobilite iyon byen lwen nan aplikasyon separasyon yo.
Ane 1980 yo: Ion Mobilite Spectrometer (IMS) te itilize kòm yon detektè pou chromatographs. Akòz portabilite li, solidite, ak konvnab pou deteksyon jaden, Ion Mobility Spectrometer yo itilize nan endistri militè a, deteksyon zam chimik yo, ak lòt domèn.
Soti nan ane 1990 yo rive nan kòmansman 21yèm syèk la: spèktrometri mobilite iyon te itilize nan domèn deteksyon marigwana, dwòg ak eksplozif, sitou apre ensidan "9/11" la, deteksyon eksplozif vin pi enpòtan, epi demann pou spektwometri mobilite iyon ogmante. Kounye a, plis pase 200,000 inite enstriman spektwometri mobilite iyon sa a te vann atravè lemond pou deteksyon rapid sou teren an.
Epitou, yo ka ajoute spektwometri mobilite iyon nan pati devan spektwometri mas ki deja egziste yo pou ajoute yon dimansyon separasyon, tankou Synapt MS Waters, FAIMS Thermo Scientific, ak SelexION AB SCIEX, ki tout se aplikasyon spektwometri mobilite iyon.
Tout enstriman espektrometri iyon mobilite ki anwo yo, sepandan, gen efikasite separasyon relativman ba epi fè menm jan ak spèktrometri mobilite ion konvansyonèl yo.
Nesans High-Performance Ion Mobility Spectroscopy (HPIMS)
Konsèp HPIMS High-Performance Ion Mobility Spectrometry Excellims te pwopoze pou amelyore an tèm de rezolisyon (kapasite separasyon), sansiblite, metòd pre-tretman, ranje lineyè, ak presizyon. Estrikti li yo ka konsidere kòm yon amelyorasyon DTIMS ak yon rezolisyon apeprè 70.
Konparezon IMS konvansyonèl ak HPIMS
Konpare ak espektroskopi mobilite iyon konvansyonèl yo, espektroskopi mobilite ion segondè pèfòmans amelyore an tèm de rezolisyon (kapasite separasyon), sansiblite, metòd pre-tretman, ranje lineyè, ak presizyon.
| IMS konvansyonèl yo | HPIMS | |
|---|---|---|
| Rezolisyon (kapasite separasyon) | 12-40 | 60-90 |
| Sansiblite (limit deteksyon minimòm) | pg-ng nivo | pg-ng nivo |
| Echantiyon ak metòd ionizasyon | Echantiyon solid lè l sèvi avèk rezolisyon tèmik, Ni63 sous radyo-aktif ion | Echantiyon solid yo rezoud tèmikman ak yon sous egzeyat corona; echantiyon likid yo electrosprayed; echantiyon gaz yo kapab tou manje dirèkteman |
| Vitès analiz | 5-10 segonn | 5-10 segonn |
| Ranje lineyè | 1-2 lòd grandè | 2-4 lòd grandè |
| Presizyon | 10-15% RSD | 1-5% RSD |
Aplikasyon IMS
IMS se yon enstriman analyse jaden senp ak serye ak teknoloji deteksyon trè sansib pou aplikasyon nan domèn sa yo.
Aplikasyon militè yo
Modèn enstriman analyse iyon mobilite espektwomèt la se premye bagay ki vin nan lide pou aplikasyon militè pou detekte ajan lagè chimik yo. Espektromèt mobilite ion la se yon analizè jaden ki senp epi serye ki ka kontwole an menm tan iyon pozitif ak negatif, kidonk pèmèt siveyans similtane nan yon pakèt ajan lagè chimik tankou ajan nè, ajan vesicant, ajan san, ak ajan asfiksi, ki se la. rezon pou devlopman rapid nan teknoloji IMS. Paske tib drift la ka kenbe tanperati konstan ak kondisyon imidite ki ba, espektwomèt mobilite iyon an trè apwopriye pou ekipe fòs naval ak tè pou defans chimik, espesyalman pou tanperati ki wo ak imidite segondè nan ki inite naval yo sitiye.
Depatman sekirite nasyonal
Piske IMS se yon teknoloji deteksyon trè sansib nan nivo molekilè, enstriman korespondan yo gen limit deteksyon ki ba anpil epi yo ka detekte objè patikil nan kantite tras avèk adisyon yon sistèm enjeksyon vakyòm. IMS ka detekte eksplozif nan lèt, pakè, ak kousinen diferan fòm ak gwosè nan kèk segonn, epi li kapab itilize tou pou deteksyon bagaj moun ki pote. Depatman sekirite nasyonal nan tout nivo yo ka itilize teknoloji deteksyon trè sansib IMS la pou detekte eksplozif pou asire sekirite peyi a ak lavi moun yo.
Depatman Ladwàn yo
Depatman Ladwàn yo ap itilize de pli zan pli enstriman siveyans IMS pou kontwole dwòg kontrebann tankou fouye ak nakotik. Mèsi a teknoloji deteksyon avanse nan IMS, siveyans nan kago ak pasèl nan pòtay enpòtan tankou koutim ak ayewopò yo te anpil amelyore, ak aplikasyon an nan aktivite kriminèl tankou kontrebann ak trafik dwòg yo te fòtman konbat.
Siveyans anviwònman an
Nan dènye ane yo, monitè IMS yo te itilize pou kontwole a anviwònman, dife, kontaminasyon dlo, manje ak gaz toksik nan plant chimik, elatriye IMS kapab tou detekte bwa, ki ka difisil pou distenge lè bwa jape yo melanje ansanm, men yo ka fasilman distenge lè l sèvi avèk gaz yo emèt pa diferan Woods lè l sèvi avèk IMS. Ka baz done entegre a dwe modifye nan monitè ajan chimik la pou satisfè bezwen espesyal siveyans anviwònman an.
Lòt zòn
Avèk pwoliferasyon teworis entènasyonal la, ajan lagè nikleyè, byolojik ak chimik yo poze yon menas k ap grandi pou lapè mondyal ak anviwònman an, ansanm ak pou sekirite lavi moun yo. Sistèm deteksyon pou idantifye bakteri, viris ak patojèn danjere sa yo dwe rapid e egzak pou pèmèt moun yo reyaji byen vit epi pran mezi apwopriye pou sove lavi nan yon kout peryòd, kidonk pwoteje lavi yo.
Ki jan IMS travay?
The prensip debaz nan spèktrometri mobilite ion se ke lè sous la ion konvèti echantiyon an nan iyon, kondwi pa jaden elektrik la, iyon sa yo antre nan rejyon an drift jaden elektrik fèb nan yon pòtay ion ki louvri detanzantan. Nan pwosesis la nan kolizyon kontinyèl ak kont-aktyèl net drift molekil gaz yo, akòz to yo migrasyon diferan nan iyon sa yo nan jaden elektrik la, iyon diferan yo separe ak siksesif rive detektè a (detektè Ion) yo dwe detekte. Ka mobilite iyon yo dwe kalkile apati tan drift yo itilize pa iyon yo (mobilite defini kòm vitès drift iyon yo pou chak inite fòs jaden elektrik). Depi mobilite nan iyon nan divès sibstans varye nan sèten kondisyon, tan an drift nan iyon diferan nan jaden elektrik la varye tou. Se poutèt sa, echantiyon an ka separe ak karakterize ki baze sou mezi a nan tan an drift, ak kantite iyon detekte pa detektè a ion ka anrejistre pou rezon quantitative. Teknik spèktrometri iyon mobilite a se yon ti jan menm jan ak teknik espektrometri mas tan-de-vòl la, sepandan, espektrometri mas tan-de-vòl dwe opere anba vakyòm segondè, tandiske spèktrometri mobilite ion opere anba presyon atmosferik.
Kalite IMS
Drift-time ionmobility spèktrometri, DTIMS
Aspirasyon iyon mobilite spèktrometri, AIMS
Vwayaje vag iyon mobilite spèktrometri, TWIMS
Field asymmetric ionmobility spèktrometri, FAIMS
Kwense Ion Mobilite Spectrometry, TIMS
Faktè nan echèk IMS
IMS pwodui migrasyon iyon paske lè gen yon chan elektrik DC ant metal yo nan de bout izolan an, metal ki sou de bò sa yo vin tounen de elektwòd, kote bò ki aji kòm anod la iyonize epi migre atravè izolan an pou ale nan metal ki sou lòt bò a (katòd) anba aksyon chan elektrik la. Kidonk, izolan an nan yon eta kondiktè iyonik. Li evidan, sa ap fè pèfòmans izolasyon izolan an diminye oswa menm vin tounen yon kondiktè epi lakòz yon fay kous sikwi.
Sa rive lè gen yon potansyèl pou fòmasyon elektwolit sou sifas la oswa andedan izolasyon yon aparèy IMS nan yon anviwònman imid. Men sa yo enkli kalite izolan tèt li, konpozisyon, aditif, pwopriyete fib, pwopriyete résine, elatriye.
An tèm de faktè konpozisyon substra a, gen twa aspè.
Youn nan se bò a résine, konpozisyon an nan résine a, gwoup fonksyonèl, degre nan geri, konsantrasyon ion (enpurte, pwopriyete idroliz, elatriye), absòpsyon imidite.
Dezyèmman, bò fib la: dansite nan fib vè, òganik absòpsyon imidite fib.
Twazyèmman, kondisyon yo pwosesis: kondisyon yo nan twou a atravè-twou (avèk oswa san rezidi solisyon plating), kondisyon laminasyon (adezyon entè-résin), résidus pwosesis pwosesis (rèsi nan roughening, plating, elatriye).
An tèm de faktè sa yo ki lakòz sou sifas la nan tablo sikwi a, gen plis faktè. Anplis de sa nan faktè a substra, gen tou elektwolit kite nan twou yo plating pa eleman yo ak konpozan metal enstale sou substra a ki pa ka lave lwen, soude, lakòl, sibstans ki sou ki gen tandans elektwoliz, kontaminasyon plasma pousyè, lawouze, elatriye.
Soti nan yon etid plis pwofondè, konsepsyon kous la ak estrikti tou lye nan ensidan an nan echèk migrasyon ion. Paske distribisyon an jaden elektrik sou tablo sikwi a ak polarite elektrisite ki pote pa materyèl metal ki gen tandans oksidasyon yo gen rapò ak konsepsyon kous la ak estrikti. Pami espas liy lan ak liy ki genyen ant jaden elektrik DC a ak ensidan an nan migrasyon ion gen yon relasyon dirèk, lè de liy yo adjasan ant jaden an DC elektrik egziste, ki gen ladan egzistans lan nan diferans potansyèl ant aktyèl la menm faz, nan kondisyon imid. , se trè fasil rive nan eta a anod nan ionizasyon an metal ak migrasyon nan katod relatif la. Sa a se tou ki gen rapò ak pwopriyete fizik materyèl metal yo itilize pou eleman yo ak aparèy enstale nan liy lan. Pou egzanp, enèji ionizasyon metal la, idroliz iyon yo ak mobilite iyon yo gen yon gwo enfliyans sou ensidan migrasyon ion yo.