La visualización del ambiente Espectrometría de Masas con el uso de la fotografía Schlieren
Summary
This paper presents a protocol for the visualization of gaseous streams of an ambient ionization source using schlieren photography and mass spectrometry.
Abstract
Este manuscrito describe cómo visualizar fuentes de ionización de espectrometría de masas ambiente usando la fotografía Schlieren. Con el fin de optimizar correctamente el espectrómetro de masas, es necesario caracterizar y comprender los principios físicos de la fuente. La mayoría de las fuentes de ionización ambiente comerciales utilizan chorros de nitrógeno, helio, o aire atmosférico para facilitar la ionización del analito. Como consecuencia, la fotografía schlieren se puede utilizar para visualizar las corrientes de gas mediante la explotación de las diferencias de índice de refracción entre las corrientes de aire ambiente y para la visualización en tiempo real. La configuración básica requiere una cámara, un espejo, una linterna, y la hoja de afeitar. Cuando se configura correctamente, una imagen en tiempo real de la fuente se observa al ver su reflejo. Esto permite la penetración en el mecanismo de acción en la fuente, y las vías a su optimización puede ser dilucidado. La luz se derramó en una situación de otra invisible.
Introduction
La espectrometría de masa, una herramienta de análisis disponibles para la identificación masa molecular, se ha convertido en una de las más poderosas técnicas de análisis hasta la fecha. Durante la última década, toda una serie de nuevas fuentes de ionización de ambiente están disponibles para la detección de espectrometría de masas. Por los datos recogidos en este manuscrito, se utilizó el análisis de la fuente de la muestra Directa (DSA). Aunque estas fuentes son extremadamente versátiles, se necesita un conocimiento más detallado del proceso de ionización física para su optimización y la extensión de propósito. El objetivo de este experimento es para obtener una mejor comprensión del proceso de ionización dentro de las fuentes ambientales través de la visualización de la corriente de nitrógeno en el dispositivo usando una técnica llamada photography Schlieren.
El estudio científico inicia a menudo mediante la observación, la cual es difícil si el objeto de estudio es transparente para el ojo desnudo. photography Schlieren es una técnica que permite que el invisiblea ser visible a través de depender de los cambios en el índice de refracción en medios transparentes 1. La falta de homogeneidad de los índices de refracción provoca una distorsión de la luz que permite la visualización. La técnica schlieren se ha utilizado de forma rutinaria en una variedad de campos de especialidad, incluyendo el modelado de balística, ingeniería aeroespacial, la detección de gases en general y de monitoreo de flujo, y a veces para visualizar las bandas de proteínas en electroforesis en gel de 2-5.
La mayoría de las fuentes de ionización ambiente utilizan una corriente de gas con el fin de facilitar la ionización. Una amplia gama de condiciones que pueden existir para opciones de fuente, sin embargo los parámetros de este experimento deben implicar la utilización de un gas con un índice de refracción que difiere de la de aire de laboratorio circundante. Este estudio específico utiliza nitrógeno caliente. Cabe señalar que sólo se observa una pequeña diferencia en el índice de refracción entre el nitrógeno puro a partir de la corriente de gas y aire a temperatura ambiente 6, principalmente debido a unaIR está compuesta principalmente de nitrógeno. Este problema se supera en este caso debido a las altas temperaturas del nitrógeno puro en la corriente de gas que produce un suficiente cambio significativo en el índice de refracción para la que se observó el gas.
Otras fuentes de espectrometría de masas como una desorción ionización atmosférica química (DAPCI) 7, que fluye Presión atmosférica Afterglow (FAPA) 8-10, y Direct Análisis en Tiempo Real (DART) 11 fuentes de ionización han utilizado la fotografía Schlieren. La intención de este protocolo es discutir cómo estudiar la ionización ambiente usando una configuración básica fotografía Schlieren. Esta técnica, sin embargo, es aplicable a cualquier número de diferentes técnicas de análisis que implican corrientes gaseosas.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hay varias consideraciones que deben abordarse antes de intentar este protocolo. Además del espacio alrededor del espectrómetro de masas para la fuente y el espejo, suficiente espacio abierto debe estar disponible para dar cabida a la distancia de dos veces en el punto focal del espejo. Además, el tamaño del espejo finalmente se decide por el tamaño de la fuente que está en estudio. Si el espejo es demasiado pequeño, la fuente no se visualiza completamente. Es importante tener en cuenta que algunos, si no todos, …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge Caitlin Kowalewski for aiding in the editing and formatting of this publication.
Materials
| Flashlight | EAGTAC | D25A Ti | or equvilent |
| Spherical Concave Mirror | Anchor Optics | 27633 | |
| Rebel EOS T2i | Canon | 4462B001 | or equvilent |
| 300 mm telephoto lens | Canon | 6473A003 | or equvilent |
| Direct Sample Analysis (DSA) Ionization Source | PerkinElmer | MZ300560 | or equvilent |
| Sq 300 MS with SQ Driver Software | PerkinElmer | N2910801 | or equvilent |
| Ring Stand | Fisher Scientific | 11-474-207 | or equvilent |
| Laser Pointer | Apollo | MP1200 | or equvilent |
| razor blade | Blue Hawk | 34112 | or equvilent |
| small drill bit #73 | CML Supply | 503-273 | or equvilent |
| Protractor | Sterling | 582 | or equvilent |
| Hose Clamp | Trident | 720-6000L | or equvilent |
References
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