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イオン源

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
質量分析計EI/CIイオン源

イオン源は、原子および分子イオンを作成する装置のことである[1]質量分析計、発光分光計、粒子加速器イオン注入機イオンエンジンなどで、イオンを形成するために使用される。

EI法

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電子イオン化源の概略図

EI法は、特に有機分子の質量分析で広く使用されている。

電子は陰極陽極の間のアーク放電によって作成される。

原子物理学では、電子ビームイオン源(EBIS)を使用して、強力な電子ビーム原子に衝撃を与えて高荷電イオンを生成する[2][3]。詳しい動作原理については、電子ビームイオントラップ英語版を参考のこと。

電子捕獲イオン化

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電子捕獲イオン化(ECI)は、電子結合による気相原子または分子のイオン化で、A- ・ 形のイオンを生成する。

電子捕獲は、化学イオン化と組み合わせて使用可能である[4]

電子捕獲検出器は、いくつかのガスクロマトグラフィーシステムで使用されている[5]

化学イオン化

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化学イオン化 (CI)は、電子の除去ではなくイオン/分子反応を伴うため、電子イオン化よりも低いエネルギープロセスである[6]。エネルギーが低いほど断片化が少なくなり、通常はスペクトルがより単純になる。典型的なCIスペクトルには、簡単に識別できる分子イオンがある[7]

CIでは、イオン源の試薬ガスのイオンとの衝突によりイオンが生成される。一般的な試薬ガスには、メタンアンモニアイソブタンなどがある。イオン源の内部では、検体に比べて試薬ガスが大過剰に存在している。イオン源に入る電子は、試薬ガスを優先的にイオン化する。その結果生じる他の試薬ガス分子との衝突により、イオン化プラズマが生成される。このプラズマとの反応により、検体の陽イオンと陰イオンが形成される。

電荷交換イオン化

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電荷交換イオン化(電荷移動イオン化とも呼ばれる)は、イオンと原子または分子との間の気相反応であり、イオンの電荷は中性種に移動する[8]

化学イオン化

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化学イオン化は、気相の原子または分子と励起状態の原子または分子との反応によって、イオンを形成する [9][10]

連想イオン化

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連想イオン化は、2つの原子または分子が相互作用して単一のプロダクトイオンを形成する気相反応である[11][12][13]。 相互作用する種の一方または両方が、過剰な内部エネルギーを持っている。

ペニングイオン化

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ペニングイオン化は、中性原子または分子間の反応を伴う化学イオン化の一種である[14][15]。 このプロセスは、1927年に最初に報告されたオランダの物理学者であるフランスのミシェルペニングにちなんで命名された[16] 。ペニングイオン化には、気相の励起状態の原子または分子G *とターゲット分子Mとの反応が含まれ、ラジカル分子カチオンM + [17]を形成する。

ペニングイオン化は、ターゲット分子のイオン化ポテンシャルが励起状態の原子または分子の内部エネルギーよりも低い場合に発生する。

表面ペニングイオン化(オージェ脱励起とも)は、励起状態のガスとバルク表面Sとの相互作用を指す。

イオン付着

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イオン結合イオン化は、反応性衝突で陽イオンが分析物分子に結合する化学イオン化に似ている[18]

放射性イオン源では、放射性物質の小片、たとえば63 Ni241 Amを使用してガスをイオン化する[要出典]。これは、イオン化煙検出器およびイオン移動度分光計で使用される。

ガス放電イオン源

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NASAのNEXT(イオンスラスタ)宇宙船推進システム

これらのイオン源は、プラズマ源または放電を使用してイオンを生成する。

誘導結合プラズマ

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誘導結合プラズマは、電磁誘導、つまり時変磁場によって生成される電流によってエネルギーが供給されるプラズマ源である[19]

マイクロ波誘導プラズマ

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マイクロ波誘導プラズマイオン源は、無電極ガス放電を励起して、微量元素質量分析用のイオンを生成できる[20][21]。マイクロ波プラズマは、GHz範囲の高周波電磁放射を有するプラズマの一種であり、無電極ガス放電を励起できる。表面波持続モードで適用された場合、それらは高プラズマ密度の大面積プラズマを生成するのに特に適している。それらが表面波と共振器モードの両方にある場合、高度の空間的局在化を示すことができる。これにより、プラズマ生成の場所を表面処理の場所から空間的に分離することがでる。このような分離は、(適切なガスフロースキームとともに)処理された基板から放出された粒子が気相のプラズマ化学に及ぼす可能性のある悪影響を減らすのに役立つ。

ECRイオン源

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ECRイオン源は、電子サイクロトロン共鳴を利用してプラズマをイオン化する。マイクロ波は、電子サイクロトロン共鳴に対応する周波数でボリュームに注入される。これは、ボリューム内の領域に適用される磁場によって定義される。ボリュームには、低圧ガスが含まれている。

グロー放電

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グロー放電は、低圧ガスに電流を流すことにより形成されるプラズマである。ガスを含む真空チャンバー内の2つの金属電極間に電圧を印加することにより作成される。電圧がストライキング電圧と呼ばれる特定の値を超えると、ガスはプラズマを形成する。

デュオプラズマトロンは、ガスをイオン化するために使用されるプラズマを生成するカソード ( 熱陰極または冷陰極 )で構成されるグロー放電イオン源の一種である[1][22]。デュオプラズマトロンは、正または負のイオンを生成できる[23]。デュオプラズマトロンは、二次イオン質量分析 [24][25]、イオンビームエッチング、および、高エネルギー物理学 [26]で使用される。

フローイング・アフターグロー

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フローイング・アフターグローでは、通常ヘリウムまたはアルゴンなどの不活性ガスの流れでイオンが形成される[27][28][29]。試薬を下流に追加して、イオン生成物を作成し、反応速度を調べる。フローイング・アフターグロー質量分析は、有機化合物の微量ガス分析[30]で使用される[31]

スパークイオン化

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スパークイオン化は、固体サンプルから気相イオンを生成するために使用される。スパークイオン化を用いる質量分析計は、スパークイオン化質量分析計またはスパークソース質量分析計(SSMS)と呼ばれる[32]

クローズドドリフトイオン源は、ガスをイオン化するために電子を閉じ込めるために、環状キャビティ内の放射状磁場を使用する。それらは、イオン注入および宇宙推進( ホール効果スラスタ )に使用される。

光イオン化

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光イオン化は、光子と原子または分子との相互作用からイオンが形成されるイオン化プロセスを指す[33]

多光子イオン化

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多光子イオン化(MPI)では、イオン化しきい値を下回るエネルギーの複数の光子が実際にエネルギーを結合して原子をイオン化する。

共鳴増強多光子イオン化 (REMPI)は、1つ以上の光子が、イオン化されている原子または分子で共鳴する束縛遷移にアクセスするMPIの形式である。

大気圧光イオン化

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大気圧光イオン化では、光子源、通常は真空UV(VUV)ランプを使用して、単一光子イオン化プロセスで検体をイオン化する。他の大気圧イオン源と同様に、溶媒のスプレーは比較的高い温度(摂氏400度以上)に加熱され、脱溶媒のために高流量の窒素がスプレーされる。得られたエアロゾルは、紫外線を照射してイオンを生成する。大気圧レーザーイオン化では、UVレーザー光源を使用してMPIを介して検体をイオン化する。

脱着イオン化

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フィールド脱着

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フィールド脱着概略図

フィールド脱離とは、カミソリの刃などの鋭い表面を備えたエミッタ、または、より一般的には小さな「ウィスカ」が形成されたフィラメントに高電位電界が印加されるイオン源を指す[34]。これにより、非常に高い電場が生じ、分析物の気体分子のイオン化を引き起こす。フィールド脱着によって生成された質量スペクトルには、断片化がほとんどまたはまったくない。分子ラジカルカチオンが多く生成され、プロトン化分子は比較的少ない。

粒子衝撃

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高速原子衝撃

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原子による粒子衝撃は高速原子衝撃 (FAB)と呼ばれ、原子または分子イオンによる衝撃は二次イオン質量分析(SIMS)と呼ばれる[35]。核分裂片のイオン化は、適切な核種、例えばカリホルニウム同位体252 Cfの核分裂の結果として形成されるイオンまたは中性原子を使用する。

FABでは、分析物はマトリックスと呼ばれる不揮発性の化学的保護環境と混合され、真空下で高エネルギー(4000〜10,000電子ボルト)の原子ビームで照射される[36]。原子は通常、アルゴンキセノンなどの不活性ガスに由来する。一般的なマトリックスには、グリセロール、チオグリセロール3-ニトロベンジルアルコール(3-NBA)、18-クラウン-6エーテル、2-ニトロフェニル オクチル エーテル、スルホランジエタノールアミン、およびトリエタノールアミンが含まれる。この技術は、二次イオン質量分析およびプラズマ脱離質量分析に似ている。

二次イオン化

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二次イオン質量分析法(SIMS)を使用して、集束一次イオンビームで試料の表面をスパッタリングし、放出された二次イオンを収集および分析することにより、固体表面および薄膜の組成を分析できる。これらの二次イオンの質量/電荷比を質量分析計で測定して、表面の元素、同位体、または分子組成を1〜2ナノメートルの深さまで決定できる。

液体金属イオン源(LMIS)では、金属(通常ガリウム)が液体状態に加熱され、毛細管または針の端に提供される。次に、強い電場をかけるとテイラーコーンが形成される。コーンの先端が鋭くなると、電界蒸発によってイオンが生成されるまで、電界が強くなる。これらのイオン源は、特にイオン注入または集束イオンビーム機器で使用される。

プラズマ脱離イオン化

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プラズマ脱着飛行時間型質量分析計の概略図

核分裂フラグメントイオン化とも呼ばれるプラズマ脱離イオン化質量分析(PDMS)は、核分裂の結果として形成されるイオンまたは中性原子(通常、カリホルニウムの同位体252Cf)を固体試料に衝突させることにより、固体試料中の物質のイオン化を達成する質量分析技術である[37][38]

レーザー脱離イオン化

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MALDIイオン源の図

マトリックス支援レーザー脱離/イオン化 (MALDI)は、ソフトイオン化技術である。サンプルはマトリックス材料と混合される。レーザーパルスを受信すると、マトリックスはレーザーエネルギーを吸収し、このイベントによって主にマトリックスが脱離およびイオン化されると考えられる(プロトンの添加により)。検体分子も脱着される。マトリックスは、プロトンを検体分子(タンパク質タンパク質など)に移動させ、検体を帯電させると考えられる。

表面支援レーザー脱離/イオン化

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表面支援レーザー脱離/イオン化(SALDI)は、質量分析による生体分子の分析に使用されるソフトレーザー脱着技術である[39][40]。初期には、グラファイトマトリックスを使用した。現在、ナノ材料などの他の無機マトリックスを使用したレーザー脱離/イオン化法は、SALDIの変形と見なされることがよくある。従来のSALDIとDARTイオン源を組み込んだ周囲質量分析の組み合わせである「ambient SALDI」という方法も実証されている[41]

表面増強レーザー脱離/イオン化

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表面増強レーザー脱離/イオン化(SELDI)は、分析対象化合物との生化学的親和性を達成するために修飾されたターゲットを使用するタンパク質混合物の分析に使用されるMALDIのバリアントである[42]

シリコン上の脱離イオン化

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シリコン上の脱離イオン化(DIOS)は、多孔質シリコン表面に堆積したサンプルのレーザー脱離/イオン化を指す[43]

スモーリーソース

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レーザー蒸発クラスターソースは、レーザー脱離イオン化と超音速膨張の組み合わせを使用してイオンを生成する[44]スモーリーソース (またはスモーリークラスターソース[45]は、1980年代にライス大学リチャード・スモーリーによって開発され、1985年のフラーレンの発見の中心だった[46][47]

エアロゾルイオン化

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飛行時間分析によるエアロゾル質量分析では、大気から抽出されたマイクロメートルサイズの固体エアロゾル粒子は、飛行時間イオン抽出装置の中心を通過する際に、正確なタイミングのレーザーパルスによって同時に脱着およびイオン化される[48][49]

スプレーイオン化

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大気圧化学イオン化源

スプレーイオン化法には、液体溶液からのエアロゾル粒子の形成と、溶媒蒸発後の裸のイオンの形成が含まれる[50]

溶媒支援イオン化(SAI)は、分析物を含む溶液を大気圧イオン化質量分析計の加熱された入口チューブに導入することにより、荷電液滴を生成する方法である。エレクトロスプレーイオン化(ESI)の場合と同様に、荷電液滴の脱溶媒和により、多重荷電検体イオンが生成される。揮発性および不揮発性化合物はSAIによって分析され、ESIに匹敵する感度を達成するために高電圧は必要ない[51]。フューズドシリカチューブに接続されたゼロデッドボリュームフィッティングを介してホットインレットに入る溶液に電圧を印加すると、ESIのような質量スペクトルが生成されるが、感度は高くなる[52]。質量分析計への入口チューブがイオン源になる。

マトリックス支援イオン化

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マトリックス支援イオン化(MAI)は、サンプル調製におけるMALDIに似ているが、マトリックス化合物に含まれる分析物分子を気相イオンに変換するためにレーザーは必要ない。MAIでは、分析物イオンの電荷状態はエレクトロスプレーイオン化に似ているが、溶媒ではなく固体マトリックスから取得される。電圧やレーザーは必要ありませんが、レーザーを使用するとイメージングの空間分解能を取得できる。マトリックス分析物のサンプルは、質量分析計の真空中でイオン化され、大気圧注入口から真空に挿入でる。2,5-ジヒドロキシ安息香酸などの揮発性の低いマトリックスでは、MAIで検体イオンを生成するためにホットインレットチューブが必要であるが、3-ニトロベンゾニトリルなどの揮発性の高いマトリックスでは、熱、電圧、レーザーは不要である。単純にmatrix:analyteサンプルを大気圧イオン化質量分析計の注入口に導入すると、豊富なイオンが生成される。少なくともウシ血清アルブミン[66 kDa]と同じ大きさの化合物は、この方法でイオン化できる[53]。このシンプルで低コストで使いやすいイオン化法では、質量分析計への注入口をイオン源と見なすことができる。

大気圧化学イオン化

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大気圧化学イオン化は、大気圧で溶媒スプレーを使用する化学イオン化の一種である[54]。溶剤のスプレーは比較的高い温度(摂氏400度以上)に加熱され、高流量の窒素が吹き付けられ、エアロゾル雲全体が化学イオン化試薬ガスとして作用する蒸発した溶剤でイオンを生成するコロナ放電にさらされる。APCIは、ESIほど「ソフト」(低フラグメンテーション)のイオン化技術ではない[55]。大気圧イオン化(API)は、APCIと同義ではない[56]

サーモスプレーイオン化

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サーモスプレーイオン化は、質量分析における大気圧イオン化の一種である。イオンを液相から気相に移動して分析する。液体クロマトグラフィー質量分析で特に有用である[57]

エレクトロスプレーイオン源

エレクトロスプレーイオン化

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エレクトロスプレーイオン化では、液体は非常に小さく、帯電した、通常は金属毛細管を通過する[58]。この液体には、分析対象物質である分析対象物質が大量の溶媒に溶解しており、通常は分析対象物質よりもはるかに揮発性が高くなっている。揮発性の塩基、または緩衝液もこの溶液にしばしば添加されり。検体は、アニオンまたはカチオンの形で溶液中にイオンとして存在する。電荷が反発するので、液体は毛細管から押し出され、エアロゾルを形成する。エアロゾルは、直径μ小さな液滴の霧です。エアロゾルは、テイラーコーンとこのコーンの先端からの噴流の形成を含むプロセスによって少なくとも部分的に生成される。窒素などの帯電していないキャリアガスを使用して、液体を噴霧し、液滴中の中性溶媒を蒸発させる。溶媒が蒸発すると、分析物分子は互いに強制的に接近し、互いに反発し、液滴を破壊する。このプロセスは、荷電分子間の反発クーロン力によって駆動されるため、クーロン分裂と呼ばれる。分析物に溶媒がなくなり、裸のイオンになるまで、このプロセスが繰り返される。観測されるイオンは、プロトン(水素イオン)の追加によって作成され、 、またはナトリウムイオンなどの別のカチオンのもの、 またはプロトンの除去 などの多価イオン がよく観察される。大きな高分子の場合、様々な頻度で多くの電荷状態(など)が観察される。

プローブエレクトロスプレーイオン化

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プローブエレクトロスプレーイオン化 (PESI)は、エレクトロスプレーの修正版であり、サンプル溶液の移動用のキャピラリーが、定期的に動作する鋭い先端の固体針に置き換えられる[59]

非接触大気圧イオン化

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非接触大気圧イオン化は、質量分析による液体および固体サンプルの分析に使用される技術である[60]。非接触APIは、追加の電力 (ソースエミッタへの電圧印加)、ガス供給や、シリンジポンプを必要としない。従って、この方法は、大気圧での質量分析によって化合物を分析するための簡単な手段である。

ソニックスプレーイオン化

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ソニックスプレーイオン化は、例えばメタノールの混合液などの液体溶液からイオンを生成する方法である[61]空気式ネブライザーを使用して、溶液を小さな液滴の超音速スプレーに変える。溶媒が蒸発すると、液滴上の統計的に不均衡な電荷分布により正味の電荷が生じ、完全な脱溶媒和によりイオンが形成される。ソニックスプレーイオン化は、小さな有機分子や薬物の分析に使用され、キャピラリーに電場が印加されると大きな分子を分析して、電荷密度を高め、タンパク質の複数の荷電イオンを生成する[62]

ソニックスプレーイオン化は、薬物分析のための高速液体クロマトグラフィーと組み合わせられる[63][64]。オリゴヌクレオチドはこの方法で研究されている[65][66]。この方法は、周囲イオン化のための脱着エレクトロスプレーイオン化[67]と同様の方法で使用されており、同様に薄層クロマトグラフィーと併用される[68]

超音波支援スプレーイオン化

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超音波支援スプレーイオン化(UASI)は、超音波によってイオン化する[69][70]

熱イオン化

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熱イオン化 (表面イオン化または接触イオン化とも呼ばれる)には、蒸発した中性原子を高温の表面に噴霧し、そこから原子がイオンの形で再蒸発することが含まれる。正イオンを生成するには、原子種のイオン化エネルギーが低く、表面の仕事関数が高い必要がある。この手法は、イオン化エネルギーが低く、蒸発しやすいアルカリ原子(Li、Na、K、Rb、Cs)に最適である[71]

マイナスイオンを生成するには、原子種の電子親和力が高く、表面の仕事関数が低い必要がある。この2番目のアプローチは、ハロゲン原子Cl、Br、I、Atに最も適している[72]

周囲イオン化

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リアルタイムの周囲イオン化イオン源での直接分析

周囲イオン化では、イオンは質量分析計の外部で形成され、サンプルの調製や分離は行われない[73][74][75]。 イオンは、帯電したエレクトロスプレー液滴への抽出、化学イオン化による熱脱着およびイオン、または質量分析計に入る前のレーザー脱着またはアブレーションおよびポストイオン化によって形成できる。

固液抽出ベースの周囲イオン化は、帯電スプレーを使用してサンプル表面に液膜を作成する[74][76]。表面の分子は溶媒に抽出される。表面に衝突する一次液滴の作用により、質量分析計のイオン源である二次液滴が生成される。脱着エレクトロスプレーイオン化(DESI)は、エレクトロスプレーソースを使用して、数ミリから数センチ離れた固体サンプルに向けられる荷電液滴を作成する。帯電した液滴は、表面との相互作用を介してサンプルを拾い上げ、質量分析計にサンプリングできる高帯電イオンを形成する[77]

プラズマベースの周囲イオン化は、準安定原子と分子および反応性イオンを生成する流動ガスの放電に基づいている。サンプルからの揮発性種の脱着を支援するために、熱がよく使用される。イオンは、気相での化学イオン化によって形成される。リアルタイムソースでの直接分析は、長寿命の電子的または振動的に励起された中性原子または分子(または「メタスタブル」)を含む乾燥ガスストリーム(通常はヘリウムまたは窒素)にサンプルをさらすことで動作する。励起状態は通常、ガスが流れるチャンバー内でグロー放電を作成することにより、DARTソースで形成される。大気固体分析プローブ[ASAP]と呼ばれる同様の方法では、ESIまたはAPCIプローブからの加熱ガスを使用して、ESI / APCIソースに挿入された融点チューブに置かれたサンプルを蒸発させる[78]。イオン化はAPCIによるものである。

レーザーベースの周囲イオン化は、パルスレーザーを使用してサンプルから材料を脱着またはアブレーションし、材料のプルームがエレクトロスプレーまたはプラズマと相互作用してイオンを生成する2段階のプロセスである。エレクトロスプレー支援レーザー脱離/イオン化(ELDI)は337をナノメートル使用する。UVレーザー[79]または材料をエレクトロスプレーソースに脱着するための3マイクロメートル赤外線レーザー[80]を使用する。ママトリックス支援レーザー脱離エレクトロスプレーイオン(MALDESI)[81]は、多価イオンを生成するための大気圧イオン化源である。紫外線または赤外線レーザーは、対象の検体と、エレクトロスプレーされた溶媒液滴との相互作用により多価イオンを生成するイオン化された中性検体分子を脱着するマトリックスを含む固体または液体サンプルに向けられる。レーザーアブレーションエレクトロスプレーイオン化(LAESI)は、中赤外(中間IR)レーザーからのレーザーアブレーションと二次エレクトロスプレーイオン化 (ESI)プロセスを組み合わせた質量分析用の周囲イオン化法である。

用途

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質量分析

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質量分析計では、サンプルがイオン源でイオン化され、生成されたイオンは質量電荷比によって分離される。イオンが検出され、質量電荷比の関数として、検出されたイオンの相対存在量のスペクトルとして結果が表示される。サンプル内の原子または分子は、既知の質量を識別された質量に相関させることにより、または特徴的なフラグメンテーションパターンにより識別できる。

粒子加速器

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Argonneタンデム線形加速器システム (ATLAS)の表面イオン化源
FermilabCockcroft-Walton前加速器で使用されるイオン源[82]

粒子加速器では、加速の開始時に、イオン源が粒子線を生成する。粒子加速器のためのイオン源の種類は、必要な粒子の種類(電子陽子H -イオンや重イオンなど)によって使い分ける。電子は電子銃で生成され、多くの種類がある。

陽子は、デュオプラズマトトロンやマグネトロンなどのプラズマベースのデバイスで生成される。

H -イオンはマグネトロン又はペニング源を用いて生成される。マグネトロンは、アノードに囲まれた中央の円筒状カソードで構成されている。放電電圧は通常150ボルトを超え、電流ドレインは約40アンペアです。約0.2テスラ磁場カソード軸に平行となる。水素ガスはパルスガスバルブによって導入される。セシウムは、カソードの仕事関数を低下させ、生成されるイオンの量を高めるためによく使用される。プラズマ加熱核融合装置で H -ソースがためにも使用されている。

ペニング源の場合、シースの電界に平行な強い磁場が、カソードからカソードへのサイクロトロンスパイラル上の電子とイオンを導く。マグネトロンのように、高速のHマイナスイオンがカソードで生成される。それらは、プラズマ開口部に移動する際の電荷交換反応により減速する。これにより、マグネトロンから得られるイオンよりも冷たいイオンビームが生成される。

重イオンは、電子サイクロトロン共鳴イオン源で生成でる。高度に荷電したイオンの強力なビームを生成するための電子サイクロトロン共鳴(ECR)イオン源の使用は、過去10年間で大きく増加した。ECRイオン源は、核および素粒子物理学の線形加速器、ヴァンドグラフジェネレータ、またはサイクロトロンへのインジェクタとして使用される。原子物理学および表面物理学では、ECRイオン源は、衝突実験または表面調査のために、高荷電イオンの強力なビームを提供する。ただし、最高の荷電状態には、電子ビームイオン源 (EBIS)が必要である。中重元素のむき出しのイオンでさえ生成できる。同じ原理に基づく電子ビームイオントラップ (EBIT)は、むき出しのウランイオンまで生成することができ、イオン源としても使用できる。

重イオンは、通常、電子の熱電子放出を使用して気体状態の物質をイオン化するイオン銃でも生成できる。このような機器は通常、表面分析に使用される。

質量分離器を備えたイオンビーム蒸着システム

ガスは、アノードカソードの間のイオン源を流れる。正の電圧が陽極に印加される。この電圧は、内部カソードと外部カソードの先端間の高磁場と組み合わされて、プラズマを生成する。プラズマからのイオンは陽極電界によって弾かれる。これにより、イオンビームが作成される[83]

表面改質

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脚注

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  1. ^ a b Bernhard Wolf (31 August 1995). Handbook of Ion Sources. CRC Press. ISBN 978-0-8493-2502-1. https://books.google.com/books?id=qoQHMSBNFsAC 
  2. ^ Ian G. Brown (6 March 2006). The Physics and Technology of Ion Sources. John Wiley & Sons. ISBN 978-3-527-60454-8. https://books.google.com/books?id=cdjGzG_zBLwC 
  3. ^ Heinrich Beyer; Heinrich F. Beyer; H.-Jürgen Kluge; H.-J. Kluge; Vi͡acheslav Petrovich Shevelʹko (14 August 1997). X-Ray Radiation of Highly Charged Ions. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-63185-9. https://books.google.com/books?id=8_AJFBC2-BsC 
  4. ^ Donald F. Hunt; Frank W. Crow (1978), “Electron capture negative ion chemical ionization mass spectrometry”, Analytical Chemistry 50 (13): 1781–1784, doi:10.1021/ac50035a017 
  5. ^ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). オンライン版:  (2006-) "electron capture detector (in gas chromatography)".
  6. ^ Munson, M. S. B.; Field, F. H. (1966). “Chemical Ionization Mass Spectrometry. I. General Introduction”. Journal of the American Chemical Society 88 (12): 2621–2630. doi:10.1021/ja00964a001. 
  7. ^ de Hoffmann, Edmond; Vincent Stroobant (2003). Mass Spectrometry: Principles and Applications (Second ed.). Toronto: John Wiley & Sons, Ltd.. p. 14. ISBN 978-0-471-48566-7 
  8. ^ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). オンライン版:  (2006-) "charge-exchange ionization".
  9. ^ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). オンライン版:  (2006-) "chemi-ionization". C01044
  10. ^ Klucharev, A. N. (1993), “Chemi-ionization processes”, Physics-Uspekhi 36 (6): 486–512, Bibcode1993PhyU...36..486K, doi:10.1070/PU1993v036n06ABEH002162 
  11. ^ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). オンライン版:  (2006-) "associative ionization".
  12. ^ “Theory of associative ionization”. Physical Review A 37 (8): 2916–2933. (April 1988). Bibcode1988PhRvA..37.2916J. doi:10.1103/PhysRevA.37.2916. PMID 9900022. 
  13. ^ Cohen, James S. (1976). “Multistate curve-crossing model for scattering: Associative ionization and excitation transfer in helium”. Physical Review A 13 (1): 99–114. Bibcode1976PhRvA..13...99C. doi:10.1103/PhysRevA.13.99. 
  14. ^ “Cold atomic collisions: coherent control of penning and associative ionization”. Phys. Rev. Lett. 97 (19): 193202. (2006). arXiv:physics/0610131. Bibcode2006PhRvL..97s3202A. doi:10.1103/PhysRevLett.97.193202. PMID 17155624. 
  15. ^ “Atmospheric-pressure Penning ionization of aliphatic hydrocarbons”. Rapid Commun. Mass Spectrom. 20 (21): 3213–22. (2006). Bibcode2006RCMS...20.3213H. doi:10.1002/rcm.2706. PMID 17016831. 
  16. ^ Penning, F. M. Die Naturwissenschaften, 1927, 15, 818. Über Ionisation durch metastabile Atome.
  17. ^ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). オンライン版:  (2006-) "Penning gas mixture".
  18. ^ Selvin, P. Christopher; Fujii, Toshihiro (2001). “Lithium ion attachment mass spectrometry: Instrumentation and features”. Review of Scientific Instruments 72 (5): 2248. Bibcode2001RScI...72.2248S. doi:10.1063/1.1362439. 
  19. ^ A. Montaser and D. W. Golightly, eds. Inductively Coupled Plasmas in Analytical Atomic Spectrometry, VCH Publishers, Inc., New York, 1992.
  20. ^ Okamoto, Yukio (1994). “High-sensitivity microwave-induced plasma mass spectrometry for trace element analysis”. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 9 (7): 745. doi:10.1039/ja9940900745. ISSN 0267-9477. 
  21. ^ Douglas, D. J.; French, J. B. (1981). “Elemental analysis with a microwave-induced plasma/quadrupole mass spectrometer system”. Analytical Chemistry 53 (1): 37–41. doi:10.1021/ac00224a011. ISSN 0003-2700. 
  22. ^ Lejeune, C. (1974). “Theoretical and experimental study of the duoplasmatron ion source”. Nuclear Instruments and Methods 116 (3): 417–428. Bibcode1974NucIM.116..417L. doi:10.1016/0029-554X(74)90821-0. ISSN 0029-554X. 
  23. ^ Aberth, William; Peterson, James R. (1967). “Characteristics of a Low Energy Duoplasmatron Negative Ion Source”. Review of Scientific Instruments 38 (6): 745. Bibcode1967RScI...38..745A. doi:10.1063/1.1720882. ISSN 0034-6748. 
  24. ^ Coath, C. D.; Long, J. V. P. (1995). “A high-brightness duoplasmatron ion source for microprobe secondary-ion mass spectrometry”. Review of Scientific Instruments 66 (2): 1018. Bibcode1995RScI...66.1018C. doi:10.1063/1.1146038. ISSN 0034-6748. 
  25. ^ Christine M. Mahoney (9 April 2013). Cluster Secondary Ion Mass Spectrometry: Principles and Applications. John Wiley & Sons. pp. 65–. ISBN 978-1-118-58925-0. https://books.google.com/books?id=hVSqwK0uqfsC&pg=PA65 
  26. ^ Stanley Humphries (25 July 2013). Charged Particle Beams. Dover Publications. pp. 309–. ISBN 978-0-486-31585-0. https://books.google.com/books?id=1GjCAgAAQBAJ&pg=PA309 
  27. ^ Ferguson, E. E.; Fehsenfeld, F. C.; Schmeltekopf, A. L. (1969). “Ion-Molecule Reaction Rates Measured in a Discharge Afterglow”. Chemical Reactions in Electrical Discharges. Advances in Chemistry. 80. pp. 83–91. doi:10.1021/ba-1969-0080.ch006. ISBN 978-0-8412-0081-4. ISSN 0065-2393 
  28. ^ Ferguson, Eldon E. (1992). “A Personal history of the early development of the flowing afterglow technique for ion-molecule reaction studies”. Journal of the American Society for Mass Spectrometry 3 (5): 479–486. doi:10.1016/1044-0305(92)85024-E. ISSN 1044-0305. PMID 24234490. https://zenodo.org/record/1258658. 
  29. ^ Bierbaum, Veronica M. (2014). “Go with the flow: Fifty years of innovation and ion chemistry using the flowing afterglow”. International Journal of Mass Spectrometry 377: 456–466. Bibcode2015IJMSp.377..456B. doi:10.1016/j.ijms.2014.07.021. ISSN 1387-3806. 
  30. ^ Smith, David; Španěl, Patrik (2005). “Selected ion flow tube mass spectrometry (SIFT-MS) for on-line trace gas analysis”. Mass Spectrometry Reviews 24 (5): 661–700. Bibcode2005MSRv...24..661S. doi:10.1002/mas.20033. ISSN 0277-7037. PMID 15495143. 
  31. ^ Dhooghe, Frederik; Vansintjan, Robbe; Schoon, Niels; Amelynck, Crist (2012-08-30). “Studies in search of selective detection of isomeric biogenic hexen-1-ols and hexanal by flowing afterglow tandem mass spectrometry using [H3O]+ and [NO]+ reagent ions” (英語). Rapid Communications in Mass Spectrometry 26 (16): 1868–1874. doi:10.1002/rcm.6294. ISSN 1097-0231. PMID 22777789. 
  32. ^ H. E. Beske; A. Hurrle; K. P. Jochum (1981). “Part I. Principles of spark source mass spectrometry (SSMS)”. Fresenius' Journal of Analytical Chemistry 309 (4): 258–261. doi:10.1007/BF00488596. 
  33. ^ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). オンライン版:  (2006-) "photoionization".
  34. ^ Beckey, H.D. (1969). “Field ionization mass spectrometry”. Research/Development 20 (11): 26. 
  35. ^ Williams, Dudley H.; Findeis, A. Frederick; Naylor, Stephen; Gibson, Bradford W. (1987). “Aspects of the production of FAB and SIMS mass spectra”. Journal of the American Chemical Society 109 (7): 1980–1986. doi:10.1021/ja00241a013. ISSN 0002-7863. 
  36. ^ “Fast atom bombardment: a new mass spectrometric method for peptide sequence analysis”. Biochem. Biophys. Res. Commun. 101 (2): 623–31. (1981). doi:10.1016/0006-291X(81)91304-8. PMID 7306100. 
  37. ^ Macfarlane, R.; Torgerson, D. (1976). “Californium-252 plasma desorption mass spectroscopy”. Science 191 (4230): 920–925. Bibcode1976Sci...191..920M. doi:10.1126/science.1251202. ISSN 0036-8075. PMID 1251202. 
  38. ^ Hilf, E.R. (1993). “Approaches to plasma desorption mass spectrometry by some theoretical physics concepts”. International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes 126: 25–36. Bibcode1993IJMSI.126...25H. doi:10.1016/0168-1176(93)80067-O. ISSN 0168-1176. 
  39. ^ Sunner, Jan.; Dratz, Edward.; Chen, Yu-Chie. (1995). “Graphite surface-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry of peptides and proteins from liquid solutions”. Analytical Chemistry 67 (23): 4335–4342. doi:10.1021/ac00119a021. ISSN 0003-2700. PMID 8633776. 
  40. ^ Dattelbaum, Andrew M; Iyer, Srinivas (2006). “Surface-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry”. Expert Review of Proteomics 3 (1): 153–161. doi:10.1586/14789450.3.1.153. ISSN 1478-9450. PMID 16445359. https://zenodo.org/record/1235756. 
  41. ^ Zhang, Jialing; Li, Ze; Zhang, Chengsen; Feng, Baosheng; Zhou, Zhigui; Bai, Yu; Liu, Huwei (2012). “Graphite-Coated Paper as Substrate for High Sensitivity Analysis in Ambient Surface-Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry”. Analytical Chemistry 84 (7): 3296–3301. doi:10.1021/ac300002g. ISSN 0003-2700. PMID 22380704. 
  42. ^ “Current developments in SELDI affinity technology”. Mass Spectrometry Reviews 23 (1): 34–44. (2004). Bibcode2004MSRv...23...34T. doi:10.1002/mas.10066. PMID 14625891. 
  43. ^ Buriak, Jillian M.; Wei, Jing; Siuzdak, Gary (1999). “Desorption-ionization mass spectrometry on porous silicon”. Nature 399 (6733): 243–246. Bibcode1999Natur.399..243W. doi:10.1038/20400. ISSN 0028-0836. PMID 10353246. 
  44. ^ Duncan, Michael A. (2012). “Invited Review Article: Laser vaporization cluster sources”. Review of Scientific Instruments 83 (4): 041101–041101–19. Bibcode2012RScI...83d1101D. doi:10.1063/1.3697599. ISSN 0034-6748. PMID 22559508. 
  45. ^ Laser Ablation and Desorption. Academic Press. (10 December 1997). pp. 628–. ISBN 978-0-08-086020-6. https://books.google.com/books?id=iWfddcv0quwC&pg=PA628 
  46. ^ Smalley, Richard (1997). “Discovering the fullerenes”. Reviews of Modern Physics 69 (3): 723–730. Bibcode1997RvMP...69..723S. doi:10.1103/RevModPhys.69.723. ISSN 0034-6861. 
  47. ^ Roy L. Johnston (25 April 2002). Atomic and Molecular Clusters. CRC Press. pp. 150–. ISBN 978-1-4200-5577-1. https://books.google.com/books?id=pxztbPhmBeIC&pg=PA150 
  48. ^ Carson, P; Neubauer, K; Johnston, M; Wexler, A (1995). “On-line chemical analysis of aerosols by rapid single-particle mass spectrometry”. Journal of Aerosol Science 26 (4): 535–545. Bibcode1995JAerS..26..535C. doi:10.1016/0021-8502(94)00133-J. 
  49. ^ Guazzotti, S; Coffee, K; Prather, K (2000). “Real time monitoring of size-resolved single particle chemistry during INDOEX-IFP 99”. Journal of Aerosol Science 31: 182–183. Bibcode2000JAerS..31..182G. doi:10.1016/S0021-8502(00)90189-7. 
  50. ^ Chhabil Dass (11 May 2007). Fundamentals of Contemporary Mass Spectrometry. John Wiley & Sons. pp. 45–57. ISBN 978-0-470-11848-1. https://books.google.com/books?id=CYx9wzBzlIsC 
  51. ^ “Solvent Assisted Inlet Ionization: an Ultrasensitive New Liquid Introduction Ionization Method for Mass Spectrometry”. Anal. Chem. 83 (11): 3981–3985. (2011). doi:10.1021/ac200556z. PMID 21528896. 
  52. ^ “Increasing the Sensitivity of Liquid Introduction Mass Spectrometry by Combining Electrospray Ionization and Solvent Assisted Inlet Ionization”. Anal. Chem. 84 (15): 6828–6832. (2012). doi:10.1021/ac3014115. PMID 22742705. 
  53. ^ “New Ionization Processes and Applications for Use in Mass Spectrometry”. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2013 5: 409–429. 
  54. ^ “Analytical strategies for identifying drug metabolites”. Mass Spectrometry Reviews 26 (3): 340–69. (2007). Bibcode2007MSRv...26..340P. doi:10.1002/mas.20128. PMID 17405144. 
  55. ^ “Derivatization in mass spectrometry--8. Soft ionization mass spectrometry of small molecules”. European Journal of Mass Spectrometry 12 (2): 79–115. (2006). doi:10.1255/ejms.798. PMID 16723751. 
  56. ^ “Atmospheric pressure ionization in mass spectrometry”. IUPAC Compendium of Chemical Terminology. (2009). doi:10.1351/goldbook.A00492. ISBN 978-0-9678550-9-7 
  57. ^ Blakley, C. R.; Carmody, J. J.; Vestal, M. L. (1980). “Liquid Chromatograph-Mass Spectrometer for Analysis of Nonvolatile Samples”. Analytical Chemistry 1980 (52): 1636–1641. doi:10.1021/ac50061a025. 
  58. ^ Fenn, J. B.; Mann, M.; Meng, C. K.; Wong, S. F.; Whitehouse, C. M. (1990). “Electrospray Ionization-Principles and Practice”. Mass Spectrometry Reviews 9 (1): 37–70. Bibcode1990MSRv....9...37F. doi:10.1002/mas.1280090103. 
  59. ^ Hiraoka K.; Nishidate K.; Mori K.; Asakawa D.; Suzuki S. (2007). “Development of probe electrospray using a solid needle”. Rapid Communications in Mass Spectrometry 21 (18): 3139–3144. Bibcode2007RCMS...21.3139H. doi:10.1002/rcm.3201. PMID 17708527. 
  60. ^ Hsieh, Cheng-Huan; Chang, Chia-Hsien; Urban, Pawel L.; Chen, Yu-Chie (2011). “Capillary Action-Supported Contactless Atmospheric Pressure Ionization for the Combined Sampling and Mass Spectrometric Analysis of Biomolecules”. Analytical Chemistry 83 (8): 2866–2869. doi:10.1021/ac200479s. ISSN 0003-2700. PMID 21446703. 
  61. ^ “Sonic spray mass spectrometry”. Anal. Chem. 67 (17): 2878–82. (1995). doi:10.1021/ac00113a023. PMID 8779414. 
  62. ^ Chen, Tsung-Yi; Lin, Jia-Yi; Chen, Jen-Yi; Chen, Yu-Chie (2011-11-22). “Ultrasonication-assisted spray ionization mass spectrometry for the analysis of biomolecules in solution” (英語). Journal of the American Society for Mass Spectrometry 21 (9): 1547–1553. doi:10.1016/j.jasms.2010.04.021. ISSN 1044-0305. PMID 20547459. 
  63. ^ “Comparison of SSI with APCI as an interface of HPLC-mass spectrometry for analysis of a drug and its metabolites”. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 13 (3): 204–208. (2002). doi:10.1016/S1044-0305(01)00359-2. PMID 11908800. 
  64. ^ “Sonic spray ionization technology: performance study and application to a LC/MS analysis on a monolithic silica column for heroin impurity profiling”. Anal. Chem. 74 (13): 3206–3212. (2002). doi:10.1021/ac0112824. PMID 12141684. 
  65. ^ “Matrix effect on the analysis of oligonucleotides by using a mass spectrometer with a sonic spray ionization source”. Anal Sci 17 (10): 1179–1182. (2001). doi:10.2116/analsci.17.1179. PMID 11990592. 
  66. ^ “Multi-charged oligonucleotide ion formation in sonic spray ionization”. Anal Sci 18 (4): 385–390. (2002). doi:10.2116/analsci.18.385. PMID 11999509. 
  67. ^ “Desorption sonic spray ionization for (high) voltage-free ambient mass spectrometry”. Rapid Commun. Mass Spectrom. 20 (19): 2901–2905. (2006). Bibcode2006RCMS...20.2901H. doi:10.1002/rcm.2680. PMID 16941547. 
  68. ^ “Easy Ambient Sonic-Spray Ionization Mass Spectrometry Combined with Thin-Layer Chromatography”. Anal. Chem. 80 (8): 2744–2750. (2008). doi:10.1021/ac702216q. PMID 18331004. 
  69. ^ Chen, Tsung-Yi; Lin, Jia-Yi; Chen, Jen-Yi; Chen, Yu-Chie (2010). “Ultrasonication-assisted spray ionization mass spectrometry for the analysis of biomolecules in solution”. Journal of the American Society for Mass Spectrometry 21 (9): 1547–1553. doi:10.1016/j.jasms.2010.04.021. PMID 20547459. 
  70. ^ Chen, Tsung-Yi; Chao, Chin-Sheng; Mong, Kwok-Kong Tony; Chen, Yu-Chie (4 November 2010). “Ultrasonication-assisted spray ionization mass spectrometry for on-line monitoring of organic reactions”. Chemical Communications 46 (44): 8347–9. doi:10.1039/C0CC02629H. PMID 20957254. https://zenodo.org/record/999715 4 November 2011閲覧。. 
  71. ^ Alton, G. D. (1988). “Characterization of a cesium surface ionization source with a porous tungsten ionizer. I”. Review of Scientific Instruments 59 (7): 1039. Bibcode1988RScI...59.1039A. doi:10.1063/1.1139776. ISSN 0034-6748. https://zenodo.org/record/1231832. 
  72. ^ "A Negative-Surface Ionization for Generation of Halogen Radioactive Ion Beams"
  73. ^ Cooks, R. Graham; Ouyang, Zheng; Takats, Zoltan; Wiseman, Justin M. (2006). “Ambient Mass Spectrometry”. Science 311 (5767): 1566–70. Bibcode2006Sci...311.1566C. doi:10.1126/science.1119426. PMID 16543450. 
  74. ^ a b Monge, María Eugenia; Harris, Glenn A.; Dwivedi, Prabha; Fernández, Facundo M. (2013). “Mass Spectrometry: Recent Advances in Direct Open Air Surface Sampling/Ionization”. Chemical Reviews 113 (4): 2269–2308. doi:10.1021/cr300309q. ISSN 0009-2665. PMID 23301684. 
  75. ^ Huang, Min-Zong; Yuan, Cheng-Hui; Cheng, Sy-Chyi; Cho, Yi-Tzu; Shiea, Jentaie (2010). “Ambient Ionization Mass Spectrometry”. Annual Review of Analytical Chemistry 3 (1): 43–65. Bibcode2010ARAC....3...43H. doi:10.1146/annurev.anchem.111808.073702. ISSN 1936-1327. PMID 20636033. 
  76. ^ Badu-Tawiah, Abraham K.; Eberlin, Livia S.; Ouyang, Zheng; Cooks, R. Graham (2013). “Chemical Aspects of the Extractive Methods of Ambient Ionization Mass Spectrometry”. Annual Review of Physical Chemistry 64 (1): 481–505. Bibcode2013ARPC...64..481B. doi:10.1146/annurev-physchem-040412-110026. ISSN 0066-426X. PMID 23331308. 
  77. ^ “Ambient mass spectrometry using desorption electrospray ionization (DESI): instrumentation, mechanisms and applications in forensics, chemistry, and biology”. Journal of Mass Spectrometry 40 (10): 1261–75. (2005). Bibcode2005JMSp...40.1261T. doi:10.1002/jms.922. PMID 16237663. 
  78. ^ “Analysis of Solids, Liquids, and Biological Tissues Using Solids Probe Introduction at Atmospheric Pressure on Commercial LC/MS Instruments”. Anal. Chem. 77 (23): 7826–7831. (2005). doi:10.1021/ac051470k. PMID 16316194. 
  79. ^ “Electrospray-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry for direct ambient analysis of solids”. Rapid Commun. Mass Spectrom. 19 (24): 3701–4. (2005). Bibcode2005RCMS...19.3701S. doi:10.1002/rcm.2243. PMID 16299699. 
  80. ^ Peng, Ivory X.; Ogorzalek Loo, Rachel R.; Margalith, Eli; Little, Mark W.; Loo, Joseph A. (2010). “Electrospray-assisted laser desorption ionization mass spectrometry (ELDI-MS) with an infrared laser for characterizing peptides and proteins”. The Analyst 135 (4): 767–72. Bibcode2010Ana...135..767P. doi:10.1039/b923303b. ISSN 0003-2654. PMC 3006438. PMID 20349541. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3006438/. 
  81. ^ Sampson, JS; Hawkridge, AM; Muddiman, DC (2006). “Generation and detection of multiply charged peptides and proteins by matrix-assisted laser desorption electrospray ionization (MALDESI) Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry”. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 17 (12): 1712–6. doi:10.1016/j.jasms.2006.08.003. PMID 16952462. 
  82. ^ 35 years of H- ions at Fermilab. Fermilab. pp. 12. http://www-ad.fnal.gov/proton/PIP/Communicate/Calendar/Repository/2014/35%20years%20of%20H-%20ions%20at%20Fermilab.pdf 12 August 2015閲覧。 
  83. ^ Cooks, R. G; Ouyang, Z; Takats, Z; Wiseman, J. M (2006). “Ion Beam Sources”. Science 311 (5767): 1566–70. Bibcode2006Sci...311.1566C. doi:10.1126/science.1119426. PMID 16543450. http://www.advanced-energy.com/en/upload/File/Sources/SL-ION-230-02.pdf 2006年12月14日閲覧。. 
  84. ^ Ion Beam Source Technology”. Advanced Energy. October 18, 2006時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年12月14日閲覧。

関連項目

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