استفاده از صدا برای کنترل دینامیکی مسیر یونها در آنالیز هایی مثل طیف سنج جرمی

---

تاریخ انتشار روی سایت: 10 خرداد ماه 1403

تاریخ انتشار بر روی ژورنال: 19 اردیبهشت ماه 1403

نویسندگان: Earl Matthew Davis, Arno Bergmann, Helmut Kuhlenbeck, and Beatriz Roldan Cuenya

DOI: 10.1021/jacs.4c01224

نگارشگر و ادیتور خلاصه نامه: سید امیرحسین میرصدری

این مقاله در مورد کنترل و تغییر حرکت ذرات و مولکول‌های یونیزه است. این گونه‌ها بار دارند و بیشتر روش‌ها از تعاملات الکترومغناطیسی برای تراز کردن، جهت دادن یا منحرف کردن آنها استفاده می‌کنند. این توانایی منجر به توسعه ابزارها و تکنولوژی‌های متعددی شده است. با استفاده از این کشفیات، روش‌هایی مانند الکتروفورز، طیف‌سنجی جرم و طیف‌سنجی حرکت یون به سنگ‌های بنای تصفیه نمونه و تجزیه و تحلیل شیمیایی تبدیل شده‌اند. در حالی که هدایت هدفمند یون‌ها در محیط‌های فشار پایین خوب برقرار است، تلاش‌های زیادی برای دستیابی به عملکرد مشابه در فشار جوی انجام شده است. در نهایت، یک روش بهتر برای تغییر رفتار یون در یک سیستم کنترل شده برخوردی، استفاده مستقیم از وابستگی بار به بخش‌های برخورد است.

IMS یا Ion Mobility Spectrometry یک روش تحقیقاتی تجزیه و تحلیل است که مولکول‌های یونیزه حاضر در فاز گاز را بر اساس حرکت آن‌ها در یک گاز حامل جدا می‌کند و شناسایی می‌کند. IMS ابزارهای بسیار حساسی هستند و معمولاً با دستگاه‌های دیگری مانند طیف‌سنج جرم، کروماتوگرافی گازی یا کروماتوگرافی مایع با عملکرد چند بعدی ترکیب می‌شوند. این دستگاه‌ها در اندازه‌های مختلفی از چند میلی‌متر تا چند متر و با شرایط مختلف عمل می‌کنند. در این مقاله از یک روش مبتکرانه استفاده شده است تا بتوان با ایجاد یک جریانی از یون که حاصل مولکولهای یونیده شده است، مسیری کنترل شده ایجاد کنیم. به این معنی که بتوانیم مسیر عبور یونها را بطور کاملا انتخابی کنترل کنیم. از اینرو در این مقاله از تاثیرگزاری صدای آکوستیک سخن به میان آمده است که با استفاده از بلندگوهای سونیک و اولترا سونیک انجام شده است. پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که با ابداع این روش میتوانیم گروهی از یونها یا قطعه های یونی را از ورود به محفظه آنالیز خودداری و به گروهی اجازه ورود بدهیم و یا در حالتی خاص میتوانیم سرعت ورود آنها را کند و یا تند کنیم. همچنین دریافتند که با این روش میتوانیم باعث ایجاد پدیده هایی همچون تمرکز، انحراف، عبور کنترل شده مستقیم و یا جداسازی قبل از ورود به محفظه آنالیز طیف سنج جرمی استفاده کنیم. در اینجا از مولکول های اتمسفر برای تست گاز با تخلیه الکتریکی کرونا و جریان گاز بی اثر نیتروژن برای بررسی استفاده شده است. همچنین روی مولکول های آلی به عنوان مولکول های استاندارد همراه هم این روش با موفقیت مورد بررسی قرار گرفت.