化学イオン化

化学イオン化(CI)は、分析化学における分子およびイオン反応の研究成果を直接適用するソフトイオン化技術です。 最も初期のイオン化技術は電子衝撃イオン化(EI)であった。 EIによって得られた生成物は、多くの断片を有し、分析が困難である。 非常に少数の断片を生成したCIは、1950年代に始まり、分析化学において大きな可能性を秘めています。

CIプロセスでは、まず電子が試薬ガスに衝撃を与えて試薬イオンを生成します。 サンプル分子は分子およびイオン反作用の細道を通した試薬イオンによってそれからイオン化されます。 1970年代は、CIの発展のマイルストーンと考えられていました。 当時、研究者はCIの真空環境での作業の欠点を解決し、CIが大気条件下で作業することを可能にしました。 大気化学イオン化はコロナ放電からのエネルギーを提供し、CIの適用の範囲を非常に高める真空の環境を要求しない。 現在、CIは、質量分析技術において広く使用されている。

化学イオン化の原理

CIの原理は、試薬イオンX+を分析物分子Aと反応させて分析物のイオン化を達成することです。

化学イオン化

上記の反応では、X+はイオン化反応ガスに由来する。 ある共通の試薬のガスはメタン、アンモナル、水およびイソブタンを含んでいます。 式中の反応時間および速度定数(k)は、文献または測定により求めることができる。 試薬イオンX+がH3O+である場合、式(2)は、:

化学イオン化

試薬イオンはイオン源によって生成されます。 一般的に使用されるイオン源は、主に放射線源、中空カソード放電電源、および通常のグロー放電電源を含む。 210POと241AMは最も一般的な放射線源です。 イオン化プロセスは、210poと241amによって放出されたアルファ粒子から始まります。 それは高いエネルギーを持ち、試薬ガスと衝突して試薬イオンと電子を生成することができます。 生成された電子が十分に高い場合、それらは試薬ガスと衝突して新しい試薬イオンおよび電子を形成する可能性がある。 試薬イオンとしてH3O+を使用するCIでは、H3O+の99.5%を作り出すことができる空の陰極の排出の動力源は一般に使用されます。

化学イオン化の条件に応じて、CIは低圧化学イオン化に分類されます(

化学イオン化図1。 化学イオン化の原理

CIの利点と欠点

CIスペクトルの分解能は簡単であり、分析物の正確な分子量を得ることができる。 CIによって得られた生成物は断片が少なく、その生成物は主に分析物の分子およびイオンである。 CIの選択性は,適切な試薬イオンを選択することにより容易に増加させることができる。 例えば、試薬イオンH3O+は、h3O+よりも大きなプロトン親和性を有する有機物とのみ反応する。 さらに、CIに高い感受性および速い応答(15s)があります。 しかし、反応性イオンが不純であり、同時に様々な化学イオン化反応が起こると、質量分析が困難になる。

CIアプリケーションの例

現在、CIは、様々な微量物質を検出するための質量分析システムにおけるイオン源として広く使用されている。 CIは大気で跡のガスのような物質の検出に、野菜およびフルーツの殺虫剤残余、粉乳のメラミン、土の可塑剤および除草剤使用することができます。 さらに、CIはまた茶の質の識別のような物質的な同一証明に、使用することができます。揮発性有機化合物(VOC)の測定

CIによるVOCの測定では、H3O+が一般的に試薬イオンとして使用されます。 H3O+は、O2、N2、CO2などの空気中のほとんどの物質と反応しません。 一方、プロトン移動反応のほとんどは非解離であるため、生成物イオンは単一であり、結果の分析を簡単にする。 試薬イオンとしてH3O+を用いてVOCを測定する原理を式(3)に示す。 最終生成物をプロトン移動反応質量分析により分解した。

  • 粉乳中のメラミンの測定

CIによるメラミンの測定では、n2が試薬ガスとして使用されます。 高圧の行為の下で、N2およびH2Oは試薬イオンH3O+を発生させる複雑な物理化学反応を経ます。 反応プロセスを式(3-6)に示す。 H3O+は粉乳中のメラミンと反応し、反応原理は式(2)に示されている。

化学イオン化

  • 茶の品質の識別

茶の異なるタイプは、CIで茶葉の表面上の化学物質を測定することによって識別することがで H3O+はブタノール、ゲラニオール、カフェインおよび他の物質と茶の表面と反応し、反応生成物は質量分析計上で異なる質量スペクトルを形成する。 異なる品種の茶中の同じ物質の含有量は異なるので、CI検出によって形成される質量スペクトルは異なる。 質量スペクトルは、茶の化学的指紋特性をある程度反映することができる。 したがって、CIは茶の迅速な同定と品質分析のための重要な実用的な応用価値を持っています。

化学イオン化は、その強力な選択性と高感度のために質量分析に広く使用されています。 化学イオン化質量分析(CIMS)は、複雑な試料中の物質のタンデム質量分析同定を可能にするだけでなく、化学測定分析のための試料の化学指紋データを CIMSの適用は食糧、薬、環境保護、農業および他の企業の開発の促進に対する肯定的な効果をもたらします。私たちは、質量分析についての詳細を理解するのに役立つイオン化法の一種であるCIを簡単に紹介しました。 創造的なProteomicsで、私達は最新式の器械を含んでいる専門の質量分析のプラットホームを開発しました。 質量分析の使用によって、創造的なProteomicsはさまざまな条件を満たすために異なったサービスを提供できます下記のものを含んでいます:

  • プロテオミクスサービス
  • メタボロミクスサービス
  • グリコミクスサービス
  1. Fales H M;et al. 様々なイオン化技術によって得られたいくつかの生物学的に重要な化合物の質量スペクトルの比較。 分析化学, 1975, 47(2):207-219.
  2. Lindinger W;et al. プロトン移動反応質量分析(PTR-MS)医療用途、食品管理および環境研究によるpptvレベルでの揮発性有機化合物のオンラインモニタリング。 質量分析の国際ジャーナル&イオンプロセス, 1998, 173(3):191-241.
  3. Chen H;et al. 有毒な化学汚染のない直接包囲されたサンプル分析のための表面の脱着の大気圧の化学イオン化の質量分析。 質量分析のジャーナル, 2010, 42(8):1045-1056.
  4. Yang S;et al. 表面脱着大気圧化学イオン化質量分析による乳製品中のメラミンの検出。 分析化学, 2009, 81(7):2426.

*研究用のみ。 ない診断手順の使用のために。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。