دلتاس از یکتاس - یونیزاسیون با لیزر - افزایش یونیزاسیون با لیزر

افزايش يونيزاسيون در محفظه يونش كوچك شده دستگاه IMS، با ايجاد روکش نازک بر روي چشمه يونيزاسيون Am-241

نشانی: تهران، بزرگراه اشرفی اصفهانی، نرسیده به پل بزرگراه شهید همت، خیابان شهید قموشی، خیابان بهار، نبش کوچه چهارم، پلاک 1. افزایش یونیزاسیون در محفظه یونش کوچک شده دستگاه IMS, با ایجاد روکش نازک بر روی چشمه یونیزاسیون Am-241. افزایش یونیزاسیون در محفظه یونش کوچک شده دستگاه IMS, با ایجاد روکش نازک بر روی چشمه یونیزاسیون Am-241. افزایش یونیزاسیون در محفظه یونش کوچک شده دستگاه IMS, با ایجاد روکش نازک بر روی چشمه یونیزاسیون Am-241.

طیف‌سنجی جرمی

با تنظیمات ولتاژ DC میدان الکترواستاتیکی خمیده فقط به بخشی از یون‌ها که دارای انرژی مشخصی باشند اجازه حضور داده و یون‌هایی که دارای انرژی زیادتر و کمتر باشند به دیواره منطقه خمیده الکترواستاتیکی برخورد کرده و خنثی می‌شوند و اجازه حضور در منطقه قطاع مغناطیسی دستگاه را دریافت نمی‌کنند. با توجه به میزان ولتاژ اعمال شده به الکترودها، تنها یون‌هایی که مقدار مشخصی از m/z را دارند، شانس عبور از این ناحیه و رسیدن به آشکارساز را پیدا می‌کنند و باقی یون‌ها بعد از برخورد به یکی از چهار الکترود امکان رسیدن به آشکارساز را از دست می‌دهند. در حین آنالیز، ممکن است مولکول‌ها بر اثر تابش پرتوهای پر انرژی الکترونی به اجزاء کوچکتر تجزیه شوند که پیک‌های مربوط به این قطعات در نمودار نهایی دیده می‌شود و طیف‌های جرمی پیچیده‌تری تولید می‌شود.

از آنجایی که انتقال پروتون همراه به نمونه موردنظر همراه با انرژی زیادی نیست لذا بر خلاف یونیزاسیون شیمیایی تجزیه مولکولی اتفاق نخواهد افتاد و مولکول با همان ترکیب اولیه یونیزه می‌شود. برای جداسازی یون‌ها براساس نسبت جرم به بار از تجزیه‌گرهای جرمی متفاوتی نظیر تجزیه‌گر جرمی قطاع مغناطیسی، تجزیه‌گر جرمی زمان پرواز و تجزیه‌گر جرمی چهار قطبی استفاده می‌شود. این تجزیه‌گرها دارای دقت کمتری در مقایسه با تجزیه‌گرهای جرمی قطاع مغناطیسی و چهار قطبی هستند اما ارزان بودن و مکانیزم ساده آن‌ها سبب شده است که همچنان مورد استفاده قرار بگیرند.

هم‌چنین به منظور جداسازی یون‌ها بر اساس نسبت m/z روش‌های متنوعی نظیر طیف‌سنج جرمی قطاع مغناطیسی، طیف‌سنج جرمی چهار قطبی و طیف‌سنج جرمی زمان پرواز به کار گرفته می‌شود. نمونه مورد نظر می‌تواند مستقیما تبخیر شده یا به همراه مولکول‌های پلیمر تبخیر شود که در حالت دوم در ادامه فرآیند ملکول‌های نمونه از پلیمر واجذب شده و تبدیل به یون می‌شوند. در این روش ابتدا نمونه در یک محفظه خلا به یون تبدیل می‌شود و سپس در سیستم اندازه‌گیری بر اساس جرم تفکیک شده و آشکارسازی می‌شود و درنهایت نتایج پردازش و ارائه می‌گردد. اما مایعات غیرفرار و جامدات به سیستم‌های ورودی حرارتی نیاز دارند و در دستگاه‌های رایج با ورودی یگانه و دوگانه، در دماهای ۱۵۰ تا ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد کار می‌کنند.

مزایای روش افزایش یونیزاسیون با لیزر

مزیت دیگر این روش ، قابل تنظیم بودنمنبع نوری می‌باشد و از طرفی چون علائم بوجود آمده به انرژی پتانسیل عنصر مورداندازه گیری و نیز به ترازهای انرژی آن بستگی دارد، لذا همپوشانی طیفی عناصر ، کمتراز سایر روشهای طیف سنجی اتمی می‌باشد و این خود ، باعث افزایش گزینش‌پذیریمی‌شود. در روشهایغیررزونانسیوغیررزونانسیمرحله‌ای، عمل برانگیختن از تراز پایه انجام نمی‌شود، بلکه از یک حالتبرانگیخته اولیه صورت می‌گیرد و از این نظر با روشهای رزونانسی و مرحله‌ای تفاوتدارد. احتمال یونیزاسیون برایاتمها ومولکولها در هر برخورد با توجه بهمعادله آرنیوسو با در نظرگرفتن این نکته کهپتانسیل یونیزاسیون برابر با انرژی تراز اتمی یا مولکولی باشد و مقدارKTبرابر با0.

در این روش ، چون از یک منبع لیزریبرای برانگیختن اتم استفاده می‌شود و در ضمن به علت اینکه فقط اتمهای برانگیخته شدهیونیزه می‌گردند، گزینش‌پذیری ، بالا می‌باشد. جریان تولید شده متناسب با یونهای تولید شده درسانتی‌متر مکعب و در یک ثانیه می‌باشد که از جریان مستقیم مربوط به یونیزاسیوناجزاء شعله قابل تشخیص است. حد شناسایی این روش در حد تک اتم نمی‌باشد و در حالحاضر دانشمندان روی تکنیکهایی مطالعه می‌کنند که حد تشخیص این روش را به آشکارسازییک اتم برساند. برای خرید و دانلود پروژه های الکترونیک برنامه نویسی کامپیوتر و پروژه های آماری ما، به قسمت (آرشیو فایلهای فروشگاه) بروید.

علامتی که در آشکارساز تولید می‌شود، بطور خطی با غلظت عنصری کهبطور رزونانسی در شعله برانگیخته شده است، تغییر می‌کند. درطیف سنجی اتمی،به‌منظور برانگیختن و یونیزاسیون اتم ، از منابع گرمایی مانند شعله ، پلاسما و کورهاستفاده می‌شود. منبعلیزرمعمولا به‌صورتلیزر پالسیمی‌باشد و اگر ازلیزر پیوسته‌کاراستفاده شود، با یک برشگر قطع و وصلمی‌شود. بیشترعناصرجدول تناوبی ، در نمونه‌های محصول با استفاده از این روش تا حد نانوگرم درمیلی‌لیتر شناسایی شده‌اند. برانگیختناتمها به تراز بالاتر ، سرعت یونیزاسیون را افزایش می‌دهد و این همان کاریست کهتکنیک ( LEI ) انجام می‌دهد.

طيف‌سنجي جرمي

تعيين جرم مولكول با استفاده از این روش، مستقل از ساختار آن صورت مي‌پذيرد، بنابراين ساختار مولكول‌ها (مثل ساختار دوم) تداخلي در اين آزمايش نخواهند داشت و مشكلاتي كه در تفسير نتايج الكتروفورز پيش مي‌آيد، در اين‌جا وجود نخواهند داشت، علاوه بر اين، فرايند انجام MALDI سريع‌تر از ديگر روش‌ها است. از آن زمان تا كنون چندين كاربرد كيفي و كمّي براي اين تكنيك در نظر گرفته شده است كه از آن‌ها مي‌توان به تعيين نسبتاً كمّي اطلاعات ژنتيكي موجود در DNA ژنومی و نمونه‌هاي مخلوط، كشف و شناسايي SNP، بررسي و جستجوي جهش و شناسايي ژنتيك موجودات از قبيل موجودات بيماري‌زا اشاره كرد.

پس از انجام آزمايش، سه نوع پيغام جرمي[13] مي‌تواند حاصل شود: يك پيغام ناشي از آغازگري كه طويل نشده است، پيغام جرمي مخصوص اضافه شدن يك نوكلئوتيد كه مخصوص يك آلل است (آلل 1) و در نهايت پيغام جرمي حاصل از طويل‌سازي آغازگر با دو يا چند نوكلئوتيد مخصوص آلل ديگر (آلل 2). مسلماً اگر دستگاه، فقط یون‌هایی را که جرم بخصوصی دارند نشان دهد، این روش چندان جالب نخواهد بود، بنابراین به‌طور مداوم، ولتاژ شتاب‌دهنده یا قدرت میدان مغناطیسی تغییر كرده تا بتوان کلیه یون‌هایی که در محفظه یونیزاسیون تولید شده‌اند را آشکار ساخت. طيف‌سنجي جرمي (MS) براي چندين دهه به طور گسترده مورد استفاده قرار مي‌گرفت، اما پس از توسعۀ تكنيك‌هاي يونيزاسيون، بازجذبي[2]، بازجذب ليزر با كمك ماتريكس [3](MALDI) و يونيزاسيون الكترواسپري [4](ESI)، استفاده از طيف‌سنجي جرمي بشدت گسترش يافت.

بسیاری از ترکیبات آلی دارای پتانسیل یونیزاسیون معادل ۸ تا ۱۵ الکترون ولت هستند، اما اگر پرتو الکترون‌هایی که به مولکول‌ها برخورد می‌کند، پتانسیلی معادل ۵۰ تا ۷۰ الکترون ولت نداشته باشد، قادر به ایجاد یون‌های زیادی نخواهد بود. ابتدا بايد آغازگر به دقت بررسي شود تا به نقاط ديگر ژنوم متصل نشود و قطعات اضافي و ناخواسته را تكثير ننمايد، بنابراين اگر توالي ژنوم مورد بررسي موجود باشد، بايد آغازگرBlast  شود تا از بروز اين اشكال جلوگيري به‌عمل آيد. براي انجام اين مرحله مقدار بسيار كم نمونه در حد 10 نانوليتر لازم است و توزيع اين مقدار نمونه به وسايل حساس و دقيقي نياز دارد، سپس ژنوتيپ نمونه به صورت تمام اتوماتيك و در مدت چند ميلي‌ثانيه تعيين مي‌شود.

منبع