Redigerer Desorpsjon elektrosprayionisering

{{Infoboks kjemisk analyse|navn=Desorpsjon elektrosprayionisering|bilde=DESI ion source.jpg|bildetekst=Skjematisk diagram av DESI-ionekilden|akronym=DESI|klassifikasjon=[[Massespektrometri]]|analytter=[[Organisk forbindelse|Organiske molekyler]] <br> [[Biomolekyl]]er|produsenter=|relatert=[[Elektronsprayionisering]] <br> [[Atmosfærisk trykk kjemisk ionisering]]|teknikker=}}
'''Desorpsjon elektrosprayionisering''' ('''DESI''') er en ambient ioniseringsteknikk som kan kobles til [[massespektrometri]] for [[kjemisk analyse]] av prøver under atmosfæriske forhold. Koblede ioniseringskilder-MS-systemer er populære i kjemisk analyse fordi de individuelle egenskapene til forskjellige kilder kombinert med forskjellige MS-systemer tillater kjemisk bestemmelse av prøver. DESI benytter en hurtigflytende ladet oppløsningsmiddelstrøm, i en vinkel i forhold til prøveoverflaten, for å trekke ut analytter fra overflatene og drive sekundærionene mot masseanalysatoren.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Desorption electrospray ionization and other ambient ionization methods: current progress and preview|publikasjon=The Analyst|doi=10.1039/b925257f|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=b925257f|dato=2010|fornavn=Demian R.|etternavn=Ifa|etternavn2=Wu|fornavn2=Chunping|etternavn3=Ouyang|fornavn3=Zheng|etternavn4=Cooks|fornavn4=R. Graham|serie=4|språk=en|bind=135|sider=669|issn=0003-2654|besøksdato=2021-03-12}}</ref><ref>{{Kilde artikkel|tittel=Ambient ionization mass spectrometry: A tutorial|publikasjon=Analytica Chimica Acta|doi=10.1016/j.aca.2011.06.017|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0003267011008440|dato=September 2011|fornavn=Min-Zong|etternavn=Huang|etternavn2=Cheng|fornavn2=Sy-Chi|etternavn3=Cho|fornavn3=Yi-Tzu|etternavn4=Shiea|fornavn4=Jentaie|serie=1|språk=en|bind=702|sider=1–15|besøksdato=2021-03-12}}</ref> Denne tandemteknikken kan brukes til å analysere rettsmedisinske analyser,<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Mass Spectrometry Sampling Under Ambient Conditions with Desorption Electrospray Ionization|publikasjon=Science|doi=10.1126/science.1104404|url=https://www.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.1104404|dato=2004-10-15|fornavn=Z.|etternavn=Takats|serie=5695|språk=en|bind=306|sider=471–473|issn=0036-8075|besøksdato=2021-03-12}}</ref> [[Legemiddel|legemidler]], plantevev, [[frukt]], intakte biologiske vev, enzym-substratkomplekser, metabolitter og polymerer.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Ambient Ionization Mass Spectrometry|publikasjon=Annual Review of Analytical Chemistry|doi=10.1146/annurev.anchem.111808.073702|url=http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.anchem.111808.073702|dato=Juni 2010|fornavn=Min-Zong|etternavn=Huang|etternavn2=Yuan|fornavn2=Cheng-Hui|etternavn3=Cheng|fornavn3=Sy-Chyi|etternavn4=Cho|fornavn4=Yi-Tzu|etternavn5=Shiea|fornavn5=Jentaie|serie=1|språk=en|bind=3|sider=43–65|issn=1936-1327|besøksdato=2021-03-12}}</ref> Derfor kan DESI-MS brukes i et bredt spekter av sektorer, inkludert mat- og legemiddeladministrasjon, legemidler, [[miljøovervåking]] og [[bioteknologi]].

== Historie ==
DESI har blitt studert mye siden oppstarten i 2004 av Zoltan Takáts, I Graham Cooks gruppe fra [[Purdue University]]<ref name=":0">{{Kilde artikkel|tittel=Mass Spectrometry Sampling Under Ambient Conditions with Desorption Electrospray Ionization|publikasjon=Science|doi=10.1126/science.1104404|url=https://science.sciencemag.org/content/306/5695/471|dato=2004-10-15|fornavn=Zoltán|etternavn=Takáts|etternavn2=Wiseman|fornavn2=Justin M.|etternavn3=Gologan|fornavn3=Bogdan|etternavn4=Cooks|fornavn4=R. Graham|serie=5695|språk=en|bind=306|sider=471–473|issn=0036-8075|pmid=15486296|besøksdato=2021-03-12}}</ref> med det mål å se på metoder som ikke krever at prøven skal være i et vakuum. Både DESI og [[direkte analyse i sanntid]] (DART) har i stor grad vært ansvarlig for den raske veksten i omgivende ioniseringsteknikker, med en spredning av mer enn åtti nye teknikker som finnes i dag.<ref name=":0" /><ref>{{Kilde artikkel|tittel=Ambient ionization mass spectrometry: real-time, proximal sample processing and ionization|publikasjon=Analytical Methods|doi=10.1039/C7AY00948H|url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ay/c7ay00948h|dato=2017-08-31|fornavn=R.|etternavn=Javanshad|etternavn2=Venter|fornavn2=A. R.|serie=34|språk=en|bind=9|sider=4896–4907|issn=1759-9679|besøksdato=2021-03-12}}</ref> Disse metodene gjør det mulig å analysere komplekse systemer uten forberedelse og gjennomstrømninger så høyt som 45 prøver i minuttet.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Recent developments in ambient ionization techniques for analytical mass spectrometry|publikasjon=The Analyst|doi=10.1039/b806810k|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=b806810k|dato=2008|fornavn=Glenn A.|etternavn=Harris|etternavn2=Nyadong|fornavn2=Leonard|etternavn3=Fernandez|fornavn3=Facundo M.|serie=10|språk=en|bind=133|sider=1297|issn=0003-2654|besøksdato=2021-03-12}}</ref> DESI er en populær kombinasjon av teknikker, slik som [[Elektronsprayionisering|elektrosprayionisering]] og overflate desorpsjonsteknikker. Elektrosprayionisering med massespektrometri ble beskrevet av Malcolm Dole i 1968,<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Molecular Beams of Macroions|publikasjon=The Journal of Chemical Physics|doi=10.1063/1.1670391|url=http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.1670391|dato=September 1968|fornavn=Malcolm|etternavn=Dole|etternavn2=Mack|fornavn2=L. L.|etternavn3=Hines|fornavn3=R. L.|etternavn4=Mobley|fornavn4=R. C.|etternavn5=Ferguson|fornavn5=L. D.|etternavn6=Alice|fornavn6=M. B.|serie=5|språk=en|bind=49|sider=2240–2249|issn=0021-9606|besøksdato=2021-03-12}}</ref> men [[John Bennett Fenn]] ble tildelt en [[Nobelprisen i kjemi|nobelpris i kjemi]] for utvikling av ESI-MS på slutten av 1980-tallet.<ref>{{Kilde www|url=https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2002/press-release/|tittel=The Nobel Prize in Chemistry 2002|besøksdato=2021-03-12|språk=en-US|verk=NobelPrize.org}}</ref> I 1999 ble desorpsjon av åpen overflate og frie matriseeksperimenter skrevet i litteraturen ved bruk av et eksperiment som ble kalt desorpsjon/ionisering på silisium.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Desorption–ionization mass spectrometry on porous silicon|publikasjon=Nature|doi=10.1038/20400|url=http://www.nature.com/articles/20400|dato=Mai 1999|fornavn=Jing|etternavn=Wei|etternavn2=Buriak|fornavn2=Jillian M.|etternavn3=Siuzdak|fornavn3=Gary|serie=6733|språk=en|bind=399|sider=243–246|issn=0028-0836|besøksdato=2021-03-12}}</ref> Kombinasjonen av disse to fremskrittene førte til innføringen av DESI og DART som de viktigste omgivende ioniseringsteknikkene som senere skulle bli flere forskjellige teknikker. En spesielt, på grunn av økende studier i optimalisering av DESI, er nanospray desorpsjon elektrosprayionisering. I denne teknikken desorberes analytten til en bro dannet via to kapillærer og analyseoverflaten.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Nanospray desorption electrospray ionization: an ambient method for liquid-extraction surface sampling in mass spectrometry|publikasjon=The Analyst|doi=10.1039/c0an00312c|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=c0an00312c|dato=2010|fornavn=Patrick J.|etternavn=Roach|etternavn2=Laskin|fornavn2=Julia|etternavn3=Laskin|fornavn3=Alexander|serie=9|språk=en|bind=135|sider=2233|issn=0003-2654|besøksdato=2021-03-12}}</ref>

== Prinsipp for drift ==
[[Fil:Ambient Ionization Diagram.jpg|miniatyr]]
DESI er en kombinasjon av [[Elektronsprayionisering|elektrospray]] (ESI) og desorpsjon (DI) ioniseringsmetoder. Ionisering skjer ved å lede en elektrisk ladet tåke til prøveoverflaten som er noen få millimeter unna.<ref name=":1">{{Kilde artikkel|tittel=Ambient mass spectrometry using desorption electrospray ionization (DESI): instrumentation, mechanisms and applications in forensics, chemistry, and biology|publikasjon=Journal of Mass Spectrometry|doi=10.1002/jms.922|url=http://doi.wiley.com/10.1002/jms.922|dato=Oktober 2005|fornavn=Zoltán|etternavn=Takáts|etternavn2=Wiseman|fornavn2=Justin M.|etternavn3=Cooks|fornavn3=R. Graham|serie=10|språk=en|bind=40|sider=1261–1275|issn=1076-5174|besøksdato=2021-03-12}}</ref> Elektrospraytåken er [[Pneumatikk|pneumatisk]] rettet mot prøven der etterfølgende sprutete dråper bærer desorberte, ioniserte analytter. Etter ionisering beveger ionene seg gjennom luft inn i det atmosfæriske trykkgrensesnittet som er koblet til massespektrometeret. DESI er en teknikk som muliggjør ionisering av en sporprøve ved atmosfæretrykk med lite prøveforberedelse. DESI kan brukes til å undersøke [[in situ]], sekundære metabolitter som spesifikt ser på både romlig og tidsfordeling.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Polyhydroxyanthraquinones as Quorum Sensing Inhibitors from the Guttates of Penicillium restrictum and Their Analysis by Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry|publikasjon=Journal of Natural Products|doi=10.1021/np5000704|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/np5000704|dato=2014-06-27|fornavn=Mario|etternavn=Figueroa|etternavn2=Jarmusch|fornavn2=Alan K.|etternavn3=Raja|fornavn3=Huzefa A.|etternavn4=El-Elimat|fornavn4=Tamam|etternavn5=Kavanaugh|fornavn5=Jeffrey S.|etternavn6=Horswill|fornavn6=Alexander R.|etternavn7=Cooks|fornavn7=R. Graham|etternavn8=Cech|fornavn8=Nadja B.|etternavn9=Oberlies|fornavn9=Nicholas H.|serie=6|språk=en|bind=77|sider=1351–1358|issn=0163-3864|pmc=PMC4073659|pmid=24911880|besøksdato=2021-03-12}}</ref>

=== Ioniseringsmekanisme ===
I DESI er det to typer ioniseringsmekanismer, en som gjelder molekyler med lav molekylvekt og en annen for molekyler med høy molekylvekt.<ref name=":1" /> Molekyler med høy molekylvekt, slik som [[protein]]er og [[peptid]]er, viser elektrospray som spektre der det blir observert multiladede ioner. Dette antyder desorpsjon av analytten, hvor flere ladninger i dråpen lett kan overføres til analytten. Den ladede dråpen treffer prøven, sprer seg over en diameter større enn den opprinnelige diameteren, løser opp proteinet og spretter tilbake. Dråpene beveger seg til massespektrometerinnløpet og blir videre desolvert. Løsningsmidlet som vanligvis brukes til elektrospray er en kombinasjon av [[metanol]] og [[vann]].

For molekylene med lav molekylvekt skjer ionisering ved ladningsoverføring: et [[elektron]] eller et [[proton]]. Det er tre muligheter for ladeoverføring. Først må du lade overføringen mellom et løsningsmiddelion og en analyt på overflaten. For det andre, ladningsoverføring mellom et gassfase-ion og en analyt på overflaten; i dette tilfellet fordampes løsningsmiddelet før det når prøveoverflaten. Dette oppnås når avstanden mellom spray og overflate er stor. For det tredje ladningsoverføring mellom et gassfase-ion og et gassfase-analytmolekyl. Dette skjer når en prøve har høyt [[damptrykk]].

<chem>A- (aq) + S(s) -> A (aq) + S^- (s)</chem>

<chem>A- (g) +S(s) -> A(g) + S^- (s)</chem>

<math>A^- (g) + S(g) -> A(g) + S^- (g)</math>

Ioniseringsmekanismen til molekyler med lav molekylvekt i DESI ligner DARTs ioniseringsmekanisme, ved at det er en ladningsoverføring som skjer i gassfasen.

== Instrumentelt ==
I DESI er det en pneumatisk assistert elektrospraystråle med høy hastighet som kontinuerlig er rettet mot sondeoverflaten. Strålen danner en tynn løsningsmiddelfilm i mikrometerstørrelse på prøven der den kan desorberes. Prøven kan løsnes av den innkommende spraystrålen slik at partikler kan komme av i en utstøtningskegle av analyt som inneholder sekundære ionedråper.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Ambient Sampling/Ionization Mass Spectrometry: Applications and Current Trends|publikasjon=Analytical Chemistry|doi=10.1021/ac200918u|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ac200918u|dato=2011-06-15|fornavn=Glenn A.|etternavn=Harris|etternavn2=Galhena|fornavn2=Asiri S.|etternavn3=Fernández|fornavn3=Facundo M.|serie=12|språk=en|bind=83|sider=4508–4538|issn=0003-2700|besøksdato=2021-03-12}}</ref> Mye studier går fortsatt ut på å se på prinsippene til DESI, men det er fortsatt noen ting kjent. Erosjonsdiameteren til sprayflekken dannet av DESI er kjent for å være direkte bundet til den romlige oppløsningen. Både den kjemiske sammensetningen og overflatenes struktur vil også påvirke ioniseringsprosessen. Forstøvningsgassen som brukes mest, er N<sub>2</sub> satt til et typisk trykk på 160 [[Psi (trykkenhet)|psi]]. Løsningsmidlet er en kombinasjon av metanol og vann, noen ganger parret med 0,5% [[eddiksyre]] og med en strømningshastighet på 10 μL/min.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Direct analysis of liquid samples by desorption electrospray ionization-mass spectrometry (DESI-MS)|publikasjon=Journal of the American Society for Mass Spectrometry|doi=10.1016/j.jasms.2008.09.023|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jasms.8b03288|dato=Januar 2009|fornavn=Zhixin|etternavn=Miao|etternavn2=Chen|fornavn2=Hao|serie=1|språk=en|bind=20|sider=10–19|issn=1044-0305|besøksdato=2021-03-12}}</ref> Overflaten kan monteres på to forskjellige måter, en vei består av en overflateholder som kan bære 1 x 5&nbsp;cm store engangsflater som ligger på en rustfri overflate. Ståloverflaten har en spenning påført for å gi et passende overflatepotensial. Overflatepotensialet som kan påføres, er det samme sprøyten kan settes til. Den andre overflaten er laget av en aluminiumsblokk som har et innebygd varmeapparat, dette gir temperaturkontroll med temperaturer opp til 300&nbsp;°C med nyere trinn som har innebygd [[CCD]]- og lyskilder. Spektrene deres er like ESI. De har flerladede ioner alkalimetalladdukter og ikke-kovalente komplekser som stammer fra den kondenserte fasen av samspillet mellom prøve og løsningsmiddel.<ref name=":1" /> DESI avsløres å ha en mer skånsom ioniseringstilstand som fører til en mer uttalt tendens til dannelse av metalladdukt og en lavere spesifikk lading av sekundære dråper.

== Referanser ==
<references />
{{Massespektrometri}}

{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Ionekilde]]
[[Kategori:Massespektrometri]]