आयनीकरण विधियाँ
आयनीकरण विधियाँ तटस्थ विश्लेष्यों को गैसीय-चरण आयनों में परिवर्तित करती हैं, और विधि का चुनाव यह निर्धारित करता है कि द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर किन अणुओं का विश्लेषण कर सकता है।
Definition
आयनीकरण विधियाँ एक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर के आयन स्रोत में उपयोग की जाने वाली तकनीकें हैं जो नमूना अणुओं या परमाणुओं को द्रव्यमान विश्लेषण के लिए आवश्यक गैसीय-चरण आयनों में परिवर्तित करती हैं।
Scope
यह विषय द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री में उपयोग किए जाने वाले आयन स्रोतों को शामिल करता है: कठोर विधियाँ जैसे इलेक्ट्रॉन आयनीकरण जो अणुओं को पुनरुत्पादनीय रूप से खंडित करती हैं, और नरम विधियाँ जैसे रासायनिक आयनीकरण, इलेक्ट्रोस्प्रे, वायुमंडलीय-दबाव रासायनिक आयनीकरण, और मैट्रिक्स-सहायता प्राप्त लेजर अवशोषण जो अक्षुण्ण आणविक आयन उत्पन्न करती हैं। यह बताता है कि प्रत्येक विधि कैसे काम करती है, यह किन विश्लेष्यों के लिए उपयुक्त है, और परिणामी स्पेक्ट्रा के लिए इसके क्या परिणाम होते हैं।
Core questions
- कठोर और नरम आयनीकरण उनके द्वारा उत्पादित स्पेक्ट्रा में कैसे भिन्न होते हैं?
- किस तंत्र द्वारा इलेक्ट्रोस्प्रे विलयन से बहु-आवेशित आयन उत्पन्न करता है?
- मैट्रिक्स-सहायता प्राप्त लेजर अवशोषण बड़े, नाजुक अणुओं को कैसे आयनित करता है?
- आयनीकरण विधि को विश्लेष्य की अस्थिरता, ध्रुवीयता और आकार से कैसे मिलाया जाता है?
Key theories
- इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण
- एक आवेशित सुई के माध्यम से एक विश्लेष्य विलयन का छिड़काव महीन आवेशित बूंदें उत्पन्न करता है जो वाष्पीकरण द्वारा सिकुड़ती हैं जब तक कि अक्षुण्ण, अक्सर बहु-आवेशित, विश्लेष्य आयन गैसीय चरण में मुक्त नहीं हो जाते, जिससे बहुत बड़े अणु एक विश्लेषक की द्रव्यमान-से-आवेश सीमा के भीतर आ जाते हैं।
- मैट्रिक्स-सहायता प्राप्त लेजर अवशोषण आयनीकरण
- विश्लेष्य को प्रकाश-अवशोषित मैट्रिक्स के साथ सह-क्रिस्टलीकृत करना और एक लेजर पल्स फायर करना मैट्रिक्स को हटा देता है और बड़े अणुओं को मुख्य रूप से एकल-आवेशित आयनों के रूप में धीरे से गैसीय चरण में स्थानांतरित करता है, जिससे प्रोटीन और अन्य बायोपोलीमर का द्रव्यमान विश्लेषण संभव हो पाता है।
Mechanisms
कठोर आयनीकरण में, ऊर्जावान इलेक्ट्रॉन वाष्पीकृत अणुओं से टकराते हैं, एक इलेक्ट्रॉन को हटाते हैं और पुनरुत्पादनीय विखंडन को प्रेरित करते हैं जो लाइब्रेरी पहचान के लिए उपयोगी है। नरम आयनीकरण में, ऊर्जा का स्थानांतरण कोमल होता है: इलेक्ट्रोस्प्रे आवेशित बूंदों को विलायक से मुक्त करता है ताकि विलयन से अक्षुण्ण आयन निकल सकें, जबकि मैट्रिक्स-सहायता प्राप्त लेजर अवशोषण लेजर ऊर्जा को अवशोषित करने और बड़े अणुओं को गैसीय चरण में उठाने के लिए एक मैट्रिक्स का उपयोग करता है। बने हुए आयन फिर द्रव्यमान विश्लेषक तक पहुँचते हैं।
Clinical relevance
नरम आयनीकरण स्रोत ही द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री को प्रोटीओमिक्स, मेटाबोलोमिक्स, और अक्षुण्ण बायोमोलेक्यूल्स और दवाओं के नैदानिक और फार्मास्युटिकल विश्लेषण के लिए केंद्रीय बनाते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन आयनीकरण पर्यावरणीय और फोरेंसिक गैस क्रोमैटोग्राफी-द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री में पुनरुत्पादनीय लाइब्रेरी पहचान का आधार बना हुआ है।
History
इलेक्ट्रॉन आयनीकरण ने प्रारंभिक कार्बनिक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री पर प्रभुत्व जमाया। 1980 के दशक में व्यावहारिक नरम आयनीकरण आया: फेन और सहयोगियों ने बड़े बायोमोलेक्यूल्स के लिए इलेक्ट्रोस्प्रे विकसित किया, जबकि काराज़ और हिलेंकैंप ने मैट्रिक्स-सहायता प्राप्त लेजर अवशोषण की शुरुआत की, और तनाका ने अक्षुण्ण प्रोटीन के लेजर अवशोषण का प्रदर्शन किया। इन प्रगतियों को, जिन्हें रसायन विज्ञान में 2002 के नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था, ने इस क्षेत्र को बदल दिया।
Key figures
- John Fenn
- Franz Hillenkamp
- Michael Karas
- Koichi Tanaka
Related topics
Seminal works
- fenn1989
- karas1988
- gross2017
Frequently asked questions
- कठोर और नरम आयनीकरण में क्या अंतर है?
- कठोर आयनीकरण, जैसे इलेक्ट्रॉन आयनीकरण, अणुओं को पहचान के लिए उपयोगी पुनरुत्पादनीय टुकड़ों में खंडित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा जमा करता है, जबकि नरम आयनीकरण बहुत कम ऊर्जा जोड़ता है और अक्षुण्ण आणविक आयन उत्पन्न करता है, जो बड़े या नाजुक विश्लेष्यों के लिए आवश्यक है।
- इलेक्ट्रोस्प्रे बहु-आवेशित आयन क्यों उत्पन्न करता है?
- जैसे-जैसे आवेशित बूंदें वाष्पित होती हैं, बड़े अणु कई आवेश ले जा सकते हैं, जिससे उनका द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात मापने योग्य सीमा में कम हो जाता है, जिससे सामान्य विश्लेषक बहुत बड़े अणुओं के द्रव्यमान का निर्धारण कर पाते हैं।