موضوع مقاله: طیف‌سنجی تحرک یونی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # طیف‌سنجی تحرک یونی | مقدمه: طیف‌سنجی تحرک یونی یا IMS یک روش تجزیه ای است که برای جداسازی و شناسایی مولکول‌های یونیزه شده در فاز گاز بر اساس تحرک آنها در یک گاز بافر حامل استفاده می‌شود. | ## بخش 1: طیف‌سنجی تحرک یونی | اگرچه به شدت برای اهداف نظامی یا امنیتی مانند کشف مواد مخدر و مواد منفجره بکار می‌رود، این تکنیک کاربردهای تجزیه آزمایشگاهی زیادی از جمله تجزیه و تحلیل بیومولکول‌های کوچک و بزرگ دارد.Lanucara, F. ابزارهای IMS دستگاه‌های مستقل بسیار حساسی هستند، اما اغلب برای رسیدن به جدایی چند بعدی با طیف‌سنجی جرمی، کروماتوگرافی گازی یا کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا ترکیب می‌شود. ابزارهای IMS مانند میکروسکول طیف‌سنجی تحرک یونی شکل موج میکروسکوپی می‌توانند برای استفاده در طیف‌سنجی وسیعی از برنامه‌ها از جمله نظارت بر ترکیبات آلی فرار (VOC)، تجزیه و تحلیل نمونه بیولوژیکی، تشخیص پزشکی و نظارت بر کیفیت مواد غذایی قابل حمل باشند.K.M.M. برخلاف کروماتوگرافی گازی یا کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا، کروماتوگرام در ۲۵ میلی‌ثانیه بدست می‌آید که هزار برابر سریع‌تر می‌باشد. این دستگاه در تحقیقات علمی و تشخیص گازهای سمی، سموم غذایی و داروها کارایی بالا دارد. تاریخچه طیف‌سنجی تحرک یونی نخستین بار توسط ارل دبلیو مک دانیل از مؤسسه فناوری جورجیا در دهه ۵۰ و ۶۰ میلادی هنگامی که او از سلول‌های رانش با میدان الکتریکی کم کاربرد برای مطالعه تحرکات یون و فازهای یون فاز گازی استفاده کرد ساخته شد. در دهه‌های بعد، او تکنیک جدید خود را با طیف‌سنج جرمی بخش مغناطیسی همراه کرد، و دیگران نیز از تکنیک‌های خود به روش‌های جدید استفاده کردند. سلول‌های IMS از آن زمان به بسیاری از طیف‌سنج‌های جرمی دیگر، کروماتوگراف‌های گازی و مجموعه‌های کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا متصل شده‌اند. IMS یک تکنیک گسترده‌است و به‌طور مداوم با پیشرفت‌ها و سایر کاربردها در حال توسعه است. کاربرد سرعت تفکیک یا جداسازی در طیف‌سنجی تحرک یونی حدود ده میلی ثانیه بهمراه استفاده آسان، حساسیت نسبتاً زیاد و طراحی کاملاً یکپارچه، باعث شده‌است تا IMS به عنوان یک محصول تجاری به عنوان ابزاری معمول برای کشف میدانی مواد منفجره، مواد مخدر و سلاحهای شیمیایی مورداستفاده قرار گیرد. بطوریکه: در این رابطه K ضریب تحرک یونی نامیده می‌شود که با بار، جرم واندازه یون و گازی که در آن شناور است رابطه دارد. | ## بخش 2: طیف‌سنجی تحرک یونی | با توجه به سرعت رانش یونها (vd)در میدان الکتریکی اعمال شده در طول لوله رانش (E)، می‌توان تحرک یون (K) را محاسبه کرد. این ضریب هر گونه یونی جزء خواص ذاتی آن یون بوده و مانند اثر انگشت برای شناسایی آن بکار می‌رود. برای مایعات تنها بخار آنها مناسب است که در بسیاری از موارد پس از رقیق سازی مناسب مورد استفاده قرار می‌گیرد. یونیزاسیون مولکولهای نمونه نیاز به یونیزه شدندارند، روش‌های معمول یونیزاسیون عبارتند از کرونا، فوتویونیزاسیون فشار اتمسفر (APPI)، یونیزاسیون الکترواسپری (ESI) یا یونیزاسیون شیمیایی تحت فشار رادیواکتیو (R-APCI)، به عنوان مثال یک قطعه کوچک از 63 نیکل یا 241 امریسیم، مشابه مورد استفاده در آشکارسازهای دود یونیزاسیون. تجریه گرها طیف‌سنج‌های تحرک یون بر اساس اصول مختلف وجود دارد، که برای کاربردهای مختلف بهینه شده‌است. لوله شناور کم فشار لوله‌های شناور کم فشار با فشار اتمسفر کار می‌کنند، اما فشار گاز رانشی فقط در حد چند تور می‌باشد. با توجه به تعداد بسیار زیاد برهم کنش‌های خنثی یونی، برای دستیابی به همان قدرت حل کننده، لوله‌های رانش خیلی طولانی‌تر یا یون شاترهای خیلی سریعتر لازم هستند. دوم، در فشارهای پایین، یونها می‌توانند برای تزریق از تله یونی ذخیره استفاده شود و بعد از جداسازی مجدداً متمرکز شوند. سوم، مقادیر بالای E / N حاصل می‌شود، که امکان اندازه‌گیری مستقیم K (E / N) را در طیف وسیعی فراهم می‌کند. موج سیار گرچه میدانهای الکتریکی رانشی معمولاً یکنواخت هستند، می‌توان از میدانهای رانشی غیر یکنواخت نیز استفاده کرد. یک مثال IMS موج سیار است، که یک لوله شناور فشار کم IMS است که در آن میدان الکتریکی فقط در یک ناحیه کوچک از لوله رانش اعمال می‌شود. | ## بخش 3: طیف‌سنجی تحرک یونی | سپس این ناحیه در امتداد لوله رانش حرکت می‌کند و موجی ایجاد می‌کند که یون‌ها را به سمت آشکارساز سوق می‌دهد و نیاز به ولتاژ رانش کل بالا را برطرف می‌کند. یک نوع خاص قابل توجه "IMS SUPER" , که به دام انداختن یونی توسط ساختارهای به اصطلاح برای دستکاری‌های یون بدون ضرر (SLIM) با چندین گذر از همان ناحیه رانشگر برای دستیابی به قدرت‌های با وضوح بسیار بالا ترکیب می‌شود. طیف‌سنجی تحرک یونی به دام افتاده در طیف‌سنجی تحرک یونی به دام افتاده (TIMS)، یونها با استفاده از یک گرادیان میدان محوری الکتریکی محوری (EFG) ثابت یا به دام افتاده در یک گاز بافر جریان می‌یابند در حالی که استفاده از پتانسیل‌های فرکانس رادیویی (rf) باعث به دام افتادن در بعد شعاعی می‌شود.: M. یونها توسط جریان گاز رانش از طریق دستگاه منتقل می‌شوند و برای مدت زمان‌های مختلف در معرض نقاط قوت میدان مختلف قرار می‌گیرند. یک تجزیه‌گر متحرک تفاضلی (DMA) از یک جریان گاز سریع عمود بر میدان الکتریکی استفاده می‌کند. قابل توجه است که شناساگر بر عملکرد بهینه آزمایش آزمایش تحرک یونی تأثیر می‌گذارد. کروماتوگرافی گازی هنگامی که IMS با کروماتوگرافی گازی همراه است، معرفی نمونه با ستون GC صورت می‌گیرد که به‌طور مستقیم به مجموعه IMS متصل است، با مولکول‌های یونیزه شده که از GC خارج می‌شوند. هنگامی که از GC استفاده می‌شود، یک تجزیه گر تحرک تفاضلی معمولاً طیف‌سنج متحرک تفاضلی (DMD) نامیده می‌شود. اگرچه کوچک است، می‌تواند در واحدهای قابل حمل مانند کروماتوگرافی گازی قابل انتقال یا حسگر مواد مخدر / مواد منفجره جای بگیرد. کروماتوگرافی مایع ترکیب با LC و MS، طیف‌سنجی تحرک یونی را به‌طور گسترده‌ای برای تجزیه و تحلیل مولکولهای زیستی مورد استفاده قرار می‌دهد، عملی که توسط دیوید ا. | ## جمع‌بندی | طیف‌سنجی جرمی هنگامی که از IMS با طیف‌سنجی جرمی استفاده می‌شود، مزایای بسیاری از جمله نسبت سیگنال به نویز بهتر، جداسازی ایزومر و شناسایی حالت را ارائه می‌دهد.