Dual Ion Source DUIS-2020 for Simultaneous ESI and APCI Measurement

Význam tématu

V moderní kapalinové hmotnostní spektrometrii (LC–MS) se často setkáváme s potřebou analyzovat širokou škálu analytů od vysoce polárních až po nízce polární sloučeniny. Volba vhodného ionizačního režimu (ESI vs. APCI) zásadně ovlivňuje citlivost a spolehlivost detekce. Koncept simultánní ionizace oběma režimy přináší výrazné zkrácení doby analýzy a zvyšuje efektivitu vývoje metod.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem technické zprávy je představit novou dvou­iontovou hlavu DUIS-2020 integrovanou do LCMS-2020, která umožňuje současné a kontinuální provádění elektrosprejového (ESI) a atmosférického tlakem indukovaného chemického (APCI) ionizačního režimu. Studie popisuje konstrukční princip, rychlé přepínání polarity a praktickou ukázku analýzy vitamínů.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda vychází z integrace dvou samostatných iontových zdrojů do jedné hlavy: kapilára a mlžící plyn pro ESI, koronová jehla a topení pro APCI. Vzorek s mobilní fází vstupuje do hlavy, kde se vytváří jemný aerosol, suší se a ionizuje současně dvěma způsoby. Ionizované molekuly pak procházejí desolvační linkou (DL) do vakuové části spektrometru. Rychlé přepínání polarity (15 ms) je dosaženo sériovým zapojením vysokonapěťových zdrojů. Instrumentace: LCMS-2020 vybavená DUIS-2020 (standardní ESI sanaž, sekundární HV zdroj, koronová jehla).

Hlavní výsledky a diskuse

Ve studii byla analyzována trojice vitamínů (thiamin, riboflavin a kalciferol). Při klasickém režimu ESI byly detekovány silně polární vitaminy B, zatímco kalciferol zůstal nedetekován. V režimu APCI se situace obrátila – detekce kalciferolu byla optimální, avšak vitaminy B chyběly. Použitím DUIS-2020 se dosáhlo simultánní, vyvážené detekce všech tří složek jedním po sobě jdoucím během, bez nutnosti výměny sondy.

Přínosy a praktické využití metody

• Úspora času a zjednodušení vývoje analytických metod díky eliminaci přepojování ionizačních sond.
• Zvýšení laboratorní propustnosti a efektivity R&D.
• Možnost instalace DUIS-2020 do existujícího LCMS-2020 systému s minimálními úpravami.
• Zachování špičkové citlivosti v obou ionizačních režimech.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další zrychlování polarity přepínání a zkrácení doby analýzy pro ultra­rychlé chromatografie.
• Integrace s AI nástroji pro automatické výběry ionizačního režimu podle charakteru vzorku.
• Rozšíření konceptu simultánní ionizace na další techniky (např. APCI, APPI).
• Implementace do vysoce pro­pustných a automatizovaných analytických linek v průmyslu a akademii.

Závěr

DUIS-2020 představuje inovativní řešení pro simultánní ESI a APCI ionizaci v jednom běhu bez mechanických změn sondy. Přináší významné zvýšení efektivity analýz, zjednodušuje vývoj metod a umožňuje vysokou propustnost vzorků při zachování citlivosti a kvality dat.

Reference

• Shimadzu Corporation. Dual Ion Source DUIS-2020 for Simultaneous ESI and APCI Measurement. Technical Report vol.35, First Edition October 2009.