Name: בSIMS אתרו וIR ספקטרוסקופיה של משטחים מוגדרים היטב הוכן על ידי רכה נחיתה של יונים המוניים שנבחרו (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 22 s
Description: למדו הכנת מולקולות אורגנו-מתכתיות טהורות על משטחים באמצעות רכה נחיתה של יונים מסוננים המונית. השיטה משלבת ספקטרוסקופיית SIMS ו-IR לניתוח אינטראקציות יון-משטח בדיוק אטומי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מחקר זה מומן על ידי משרד אנרגיה של יסוד מדעי, האגף של מדעי כימיה, מדעי כדור הארץ וBiosciences של משרד האנרגיה האמריקאי (DOE). GEJ מודה תמיכה מינוס פאולינג המלגה ונהל את התכנית במעבדת המחקר ופיתוח במעבדה הלאומית האמריקנית פסיפיק נורת&#39;ווסט (PNNL). עבודה זו בוצעה באמצעות EMSL, בחסות המחלקה של משרד האנרגיה של מחקר ביולוגי וסביבתי וממוקם במעבדות PNNL מתקן למשתמש מדעי לאומי. PNNL מופעל על ידי באטל למשרד האנרגיה האמריקאי.

1. הכנת משטחי COOH-SAM על זהב לנחיתה רכה של יונים המוניים שנבחרו <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג מצעי זהב שטוחים על סיליקון (Si) או של חמרי גיבוי נציץ. לחלופין, להכין סרטי זהב על Si או משטחים נציץ על פי נהלים שתוארו בספרות 118,119. שים לב: שימוש במשטחים בעלי המפרט הבא: 1 סנטימטר 2 או מעגלי ו5 מ&quot;מ קוטר, 525 מיקרומטר Si שכבה עבה, 50 שכבת הדבקה עבה Ti, 1,000 שכבת Å Au. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח משטחי זהב על סיליקון טריים לתוך צלוחיות זכוכית נצנץ ולטבול באתנול טהור (לא מפוגל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח בקבוקונים המכילים נצנץ משטחי זהב שקוע באתנול לשואב קולי ולשטוף עבור 20 דקות כדי להסיר כל פסולת פני השטח. הערה: אין באולטרסאונד לשטוף זהב על משטחים נציץ כמו זה יהיה לנתק את סרט זהב מחומר הגיבוי נציץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר משטחי זהב שטף מבקבוקונים ויבשים עם זרםN הטהור 2 כדי למנוע היווצרות של כתמים שנותרו באתנול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את משטחי זהב המיובשים עם הפנים כלפי מעלה באולטרה סגול (UV) נקי ולהקרין ל20 דקות כדי להסיר חומר אורגני על פני שטח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בבקבוקוני זכוכית נצנץ, להכין 5 מיליליטר של פתרונות 1 מ&quot;מ של חומצת 16 mercaptohexadecanoic (COOH-SAM) באתנול אינו מפוגל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת חומצה הידרוכלורית לריכוז סופי של 1% HCl באתנול כדי להבטיח protonation של קבוצות החומצה קרבוקסילית של המולקולות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את שטף, יבש ומשטחי זהב ניקה UV עם פנים כלפי מעלה לתוך פתרונות COOH-SAM להבטיח כי כל משטח הזהב הוא שקוע באופן מלא בכל בקבוקון. לאפשר משטחי monolayer על זהב להרכיב לפחות 24 שעות בחושך (לעטוף בנייר כסף בקבוקונים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המשטחים מפתרוני COOH-SAM והמקום בבקבוקוני נצנץ חדשים המכילים 5 מיליליטר של 1% HCl באתנול. Ultrasonically לשטוף את SAM משטחים במשך 5 דקות כדי להסיר כל fr מולקולות physisorbedאום פני שטח השכבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המשטחים נשטפו מהבקבוקונים ולשטוף עם מספר 1 מיליליטר aliquots של 1% HCl באתנול. ייבשו את COOH-SAM משטחים תחת זרם של N 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת מלקחיים מתכת נקיים ולובש כפפות למקם משטח SAM על אחד משלושה mounts מדגם מתכת שעולים בקנה אחד עם כל מכשיר נחיתה רך נזהר שלא לגעת במשטח הזהב מול מול בתהליך. ודא שהמשטח קבוע בחוזקה במקום ושיש מגע חשמלי חזק בין הצד האחורי של המשטח ודגימת מתכת הר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העסקת יכולות הקדמה מדגם עומס נעילה של המכשירים הרכים נחיתה (כל אחד הוא שונה במקצת), ודא שסתום השער המפריד בין מדגם אזור המבוא של המכשיר מתא הנחיתה הרך סגור. להביא את מדגם ההקדמה הקאמרית עד לחץ אטמוספרי ידי כיבוי משאבת ואקום turbomolecular ומד לחץ יינון וclosing שסתום משאבת הוואקום המכני foreline. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר המדגם קאמרי ההקדמה מגיע לחץ אטמוספרי לפתוח את דלת המדגם ולאבטח את בעל המדגם היטב למניפולטור (XYZ-במה או Z-מתרגם) הפנימי של המכשיר. סגור את הדלת ולפתוח את שסתום משאבת הוואקום המכני foreline. כאשר המדגם קאמרי ההקדמה מגיע לחץ של 10 -3 טור, הפעל את משאבת ואקום turbomolecular ומד לחץ יינון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר המדגם קאמרי ההקדמה מגיע לחץ של 10 -5 טור, פתח את שסתום השער לתא הנחיתה הרך. השתמש מניפולטור המגנטי או XYZ שלבים כדי למקם את משטח SAM בקנה אחד עם אלומת היונים להתחיל נחיתה רכה. </li></ol> 2. נחיתה רכה של רו (bpy) ההמוני שנבחר 3 2 + על COOH-SAM משטחים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג טריס (2,2 &#39;-bipyridyl) dichloro-רותניום (II) hexahydrate מוצק. ממיסים את הגבישים האדומים במתנול הטהור לCReate פתרונות מניות עם ריכוז של 10 -3 מ &#39; לדלל את פתרונות המניות בפקטור של 10 או 100 עם מתנול כדי להשיג יון הנוכחי electrospray אופטימלי של נבחר המוני Ru (bpy) 3 2 + מ &#39;/ z = 285. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את הפתרונות מדוללים לתוך המזרקים זכוכית 1 מיליליטר. השתמש במשאבת מזרק כדי להחדיר את הפתרון באמצעות קוטר חיצוני 360 מיקרומטר 80 מיקרומטר נימי סיליקה התמזגו קוטר פנימי שמוטות בין 2-3 ק ו ליצור יונים חיוביים. התאם את קצב זרימת משאבת מזרק בין 20-40 μl / שעה כדי להשיג יון הנוכחי אופטימליים ויציבות על פני השטח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם המוני המסנן quadrupole למסה של רו (bpy) 3 2 יון + מ &#39;/ z = 285 כדי למנוע נחיתה רכה של מינים אחרים מאשר Ru (bpy) 3 2 + על גבי המשטח. שימוש גבוהה התנגדות אלקטרומטר מחוברת למצע באמצעות ואקום, התאימו את הגדרות חשמלי הזנה דרך המתח של אופטיקה יון ויון בתדר רדיו מנחה על מנת למקסם את יון הנוכחי ויציבות של רו (bpy) 3 + 2 נמדדו על פני השטח SAM. לאפשר הניסוי לרוץ לתקופה שנבחרה זמן כדי להשיג את הכיסוי הרצוי של יונים על פני השטח של COOH-SAM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיל את שיפוע הפוטנציאל באזור quadrupole ההתנגשות בלחץ גבוה של מכשירי נחיתה הרכים כדי ליצור את התנאים הקשים שמאפשרים ליגנד גז שלב הפשטה מהיון אורגנומתכתית באמצעות ניתוק התנגשות מושרה. הערה:. בדוק את התרשים סכמטי של אחד משלושת מכשירי נחיתה רכים, שהוא גם נציג של המוקדמים של שני מכשירים האחרים, המוצג באיור 1 שלבי הפיצול של רו (bpy) 3 2 + יון מתרחש ב גז אזור 4. להגדיל את המתח להחיל את הצלחת האחורית של משפך יון האלקטרומגנטים להסיר יגנד bipyridine אחד מRu (bpy) 3 2 + מ &#39;/ z = 285 הפקהשלב Ru (bpy) 2 2 + מ &#39;/ z = 207 באזור 4 של המכשיר 81. Mass לבחור יון בר undercoordinated תגובתי באמצעות המסנן ההמוני quadrupole באזור 6 של המכשיר ואדמה רכה על COOH-SAM משטחים לבחון כיצד המידה של קשירה משפיעה על המאפיינים של יונים אורגנומתכתית נתמכים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את אופטיקה יון שמסביב, כולל מתח DC מוחל על מוטות quadrupole כמו גם מגבלת המוליכות למקסם הנוכחית של נבחר המוני Ru (bpy) 2 2 + יונים שבר על פני השטח. </li></ol> 3. ניתוח על ידי באתרו TOF-SIMS לפני ואחרי חשיפה לגזי תגובה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את משאבת המזרק ומתח גבוה לפולט ESI. פתח את שסתום השער המפריד בין שני האזורים של המכשיר במהלך מבצע. השתמש מניפולטור המגנטי כדי להעביר את פני השטח מוכנים מתא הנחיתה הרך לשלב הניתוח בפניםחלק TOF-SIMS של המכשיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתנתק מניפולטור מהמדגם, ולסגת באופן מלא מחדר ניתוח SIMS. סגור את שסתום השער בין הנחיתה הרכה וחלקי SIMS של המכשיר בגלל TOF-SIMS פועל בלחץ נמוך בהרבה מאזור הנחיתה הרך של המכשיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לבצע את ניסוי TOF-SIMS, טען את הקובץ מלאה מכשיר בתוכנה ולהבטיח כי מקור Ga + הוא לייצר נוכחית יציבה מספיק של יונים עיקריים. הערה: להעסיק 15 יוני גליום העיקרי keV (Ga + 500 הרשות הפלסטינית, 5 NSEC רוחב דופק, שיעור החזרה 10 קילוהרץ) כדי לגרום desorption רך נחת חומר מהמשטחים. לחלץ יונים משניים נפלטים מפני השטח אל תוך מסת Analyzer, אשר מורכב משלושה מגזרים אלקטרוסטטי נפרדים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש פרופילי קו-X וציר ה-Y על פני השטח כדי לקבוע את מרכזו של המקום הופקד של יונים על פני המצע (בדרך כלל במרכזו של משטחnd 3 מ&quot;מ קוטר). מקם את פני השטח כך ש+ אלומת היונים העיקרית Ga היא אירוע במרכז המקום שהופקד של יונים. רכישת ספקטרום המוני TOF-SIMS למשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את הקורה העיקרי Ga יון + ומתחים גבוהים של TOF-SIMS. השתמש מניפולטור המגנטי כדי להעביר את הדגימה חזרה לחלק הנחיתה הרך של המכשיר. ודא שסתום השער המפריד בין שני התאים סגור לפני שימשיך הלאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בשסתום דליפת ואקום גבוה בתא הנחיתה הרך להציג את זרימה מבוקרת של חמצן טוהר גבוה במיוחד (O 2) גז ממכל לתוך המכשיר. השתמש סתום שער מתכווננת מול משאבת ואקום turbomolecular לחנוק את מהירות השאיבה של המשאבה כדי להשיג לחץ יציב של 10 -4 טור של O 2 בתוך חדר הנחיתה הרך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות חשיפה של פני השטח לO 2 במשך 30 דקות לסגור את שסתום הדליפה, פתח את שסתום השער על הדואר משאבת turbomolecular ואקום ולאפשר O שנותר 2 כדי לשאוב משם. אחרי הלחץ בתא ירד, פתח את שסתום השער לחלק SIMS של המכשיר ולהשתמש מניפולטור המגנטי כדי למקם את המשטח על פלטפורמת הניתוח לסיבוב נוספת של ניתוח TOF-SIMS שני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר קשת TOF-SIMS השנייה מתקבלת כמתואר בסעיפים 3.3-3.4, פתח את שסתום השער ולמקם את המשטח אחורי בתא הנחיתה הרך לחשיפה ל10 -4 טור של 2 C H 4 ל30 דקות. לבצע ניתוח SIMS שוב כמתואר לעיל. </li></ol> 4. ניתוח על ידי באתרו FT-ICR-SIMS במהלך ואחרי נחיתה רכה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את SAM משטחים לניסויים עם מכשיר FT-ICR-SIMS באתרו באופן דומה לזה שתואר בסעיף 1, אלא על מצעים עגולים 5 מ&quot;מ קוטר. הערה: מצעי שימוש כי הם חתכו לייזר מפרוסות סיליקון מצופה זהב (5 כרום ננומטרשכבת הדבקה וזהב שהופקדו אדי polycrystalline 100 ננומטר). להיות מודע לכך שההבדל הבולט ביותר הוא שבמכשיר FT-ICR-SIMS פני השטח ממוקם בתוך הנישא של מגנט מוליך. הנוכחות של המגנט מחייבת כי המשטחים יוצבו בסופו של Z-מתורגמן ידני 5 רגל כדי לאפשר להם להיות ממוקם בצורה בטוחה וadjustably בצלחת האחורית של תא ICR. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות ממשק עומס נעילה, מקם משטח SAM מעגלי בצלחת ההשמנה האחורית של תא ICR ממוקם בתוך מגנט טסלה 6. הערה: שים לב כי מכשיר זה הוא ספקטרומטר מסות 6 טסלה FT-ICR תוכנן במיוחד מוגדרים לחקר אינטראקציות יון משטח 97,120. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפעיל את חלק הנחיתה הרך יון של מכשיר FT-ICR-SIMS באופן דומה לזה שתואר בסעיף 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במקור יון צזיום ליצור קרן רציפה של 8 + יונים עיקריים ק ו Cs כדי גמגום פני השטח במהלךnd לאחר נחיתה רכה יון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנצל את מקור ESI מוצב ב90 ° לכיוון ציר הכלי העיקרי ליצירת יונים לנחיתה רכה. להתמקד היונים דרך 90 ° כיפוף quadrupole 120. הערה: שים לב גיאומטריה מכשיר זה מאפשרת נחיתה רכה בו זמנית של רו 3 + 2 ושידור של אלומת היונים העיקרית Cs + אל פני השטח ובכך מאפשרים הניטור של תהליך הנחיתה הרך במהלך ואחרי בתצהיר יון (bpy). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלכודת ולנתח את היונים משני נפלטו מהמשטח באמצעות FT-ICR-MS. הערה: להעסיק תנאים סטטיים SIMS המקביל לשטף יונים כולל של כ 10 10 יונים / 2 סנטימטר (4 Na הנוכחי, משך 80 μsec, קוטר נקודה 4.6 מ&quot;מ, 10 יריות לספקטרום, ~ 200 נקודות נתונים) עבור ניסויים אלה שיימשכו כ -7 שעות. ממוצע בכל ספקטרום SIMS מעל 10 יריות המתאימות לזמן רכישת ~ 10 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רוכשת את נתוני קינטיקה על ידי דגימת surfa SAMלסה&quot;נ כל 4 דקות לכ -7 שעות במהלך ולאחר בתצהיר יון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע רכישת נתונים ושליטה מכשיר באמצעות מערכת בקרת נתונים מודולרי אוטומטית מתוארת בספרות 121. </li></ol> 5. ניתוח על ידי באתרו IRRAS במהלך ואחרי נחיתה רכה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את SAM משטחים לניסויים עם במכשיר IRRAS אתרו באופן דומה לזה שתואר בסעיף 1 הערה:. שים לב שההבדל הגדול ביותר עם ​​תוצאות מכשיר IRRAS מהמיקום המדויק של פני השטח עם Z-מתורגמן שהוא יש צורך לאתר את המצע בנקודת המראות פרבוליות המוקד ועולים בקנה אחד עם הקורה של יונים. מקסם את החפיפה בין קרן אינפרא אדומה ואת המקום של יונים שהופקדו על פני השטח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את ניסויי IRRAS בגיאומטרית מרעה-שכיחות העסקת ספקטרומטר FTIR מצויד בחנקן נוזלי מקורר כספית קדמיום טלוריד-(MCTגלאי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנצל מראה שטוח מצופה זהב כדי לכוון את האור ביציאה מספקטרומטר FTIR על מראה זהב פרבוליות. לשקף את האור מהמראה parabolic דרך מקטב רשת תיל אמצע אינפרא אדום ולתוך תא הוואקום דרך אשנב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכוון את אור אינפרא אדום מספקטרומטר על גבי משטח COOH-SAM ממוקם בתוך תא הוואקום. הערה: תא הוואקום מתקיים בלחץ של 10 -5 טור במהלך נחיתה רכה יון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את SAM רעיוני על משטח זהב בתוך תא הוואקום בנקודת מראת parabolic הראשונה באמצעות Z-מתורגמן המונע באמצעות מנוע המוקד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקף את אור IR כניסה לתא הוואקום מפני שטח של SAM ומתוך החדר דרך אשנב שני. להשתמש במראה זהב parabolic שני להתמקד האור המוחזר מהמשטח על גלאי MCT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טהר את המסלול של קרן IR החיצוני של תא הוואקום עם N 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Acספקטרום מקהלה במרווחי זמן קבוע במהלך בתצהיר. </li></ol>

יש המחברים אין לחשוף.

נחיתה רכה של יונים שנבחרו המוניים בדרך כלל נערכה העסקת מכשור שהותקן ייחודי שקיים במספר מעבדות ברחבי העולם שמצוידות במיוחד עבור ניסויים אלו. שינויים כל הזמן נעשים למכשירים אלה כדי להקל על היינון של מגוון רחב יותר של תרכובות, כדי להשיג זרמי יון גדולים יותר ופעמים בתצהיר קצרות יותר, זמנית נחיתה רכה, ובכך להשיג תצהיר בו זמני של מספר מינים במקומות שונים על פני השטח, וכדי לאפשר בחירה מדויקת יותר של יונים על ידי שני יחס מסה למטען וניידות יון לפני בתצהיר. באופן דומה, הרכב שמשתנה כל הזמן ש...

נחיתה רכה של יונים שנבחרו המוניים על גבי משטחים נשארה נושא להתעניינות מחקר הנוכחי בשל היכולות המוכחות של הטכניקה להכנה מבוקרת ביותר של חומרים חדשים 1-6. מאמצים שנעשו לאחרונה הצביעו על יישומים אפשריים בעתיד של נחיתה הרכה של יונים שנבחרו המוניים בהכנת מערכי פפטיד וחלבונים לשימוש בתפוקה גבוהה הקרנה ביולוגית 7,8, הפרדת חלבונים והעשרת קונפורמציה של פפטידים 9-12, קובץ מצורף קוולנטיים של פפטידים למשטחים 9,10,13,14, העשרת כיראליות של תרכובות אורגניות 15, אפיון אלקטרוכימי של חלבוני חיזור פעיל ספציפיים 16-18, הפקת סרטים מולקולריים דקים 19,20, עיבוד של מקרומולקולות כגון גרפן 21 והכנת המודל מערכות זרז דרך נחיתה רכה של אשכולות יוניים 22-39, חלקיקי 40-48 ושיתוף אורגנומתכתיתmplexes על חומרי תמיכה 19,49-56. הרעיון של שינוי משטחים דרך נחיתה רכה של יוני polyatomic בתחילה הוצע על ידי טבחים ועמיתים לעבודה בשנת 1977 57. בשנים שלאחר מכן במגוון רחב של גישות אינסטרומנטלי פותחו עבור בתצהיר המבוקר של יונים שנבחרו המוניים מהגז שלב על גבי משטחי 1,4,5. הופקו יונים באמצעות תהליכים כגון יינון electrospray (ESI) 10,58,59, DESORPTION / יינון לייזר בסיוע מטריקס (MALDI) 21, יינון השפעת האלקטרונים (EI) 60,61, הפרשות קשת פעמו 62, עיבוי גז אינרטי 36 , 63, magnetron המקרטעת 64,65, ו25,66,67 אידוי בלייזר. בחירה המונית של יוני שלב הגז לפני נחיתה רכה הושגה בעיקר העסקת מסנני quadrupole המוני 58,68,69, התקנים מגנטיים סטיה 70, ומכשירי מלכודת היונים יניארי 8,59. במיוחד נוטהמראש ble במתודולוגיה נחיתה רכה יון התרחש לאחרונה עם היישום המוצלח של נחיתת יונים הסביבה רכה ותגובתי על ידי טבחים ועמיתים לעבודה 71,72. שימוש בטכניקות אלה יינון ומסת בחירה שונות, האינטראקציות של hyperthermal (&lt;100 eV) יוני polyatomic עם משטחים נחקרו על מנת להבין טוב יותר את הגורמים המשפיעים על היעילות של נחיתה רכה יון והתהליכים המתחרים של פיזור תגובתי ובלתי כ גם משטח מושרה דיסוציאציה 4,73-75. הכנת זרזי מודל מוגדר היטב למטרות מחקר הייתה יישום פורה במיוחד של נחיתה הרכה של יונים שנבחרו המוניים 25,34,35,56,76-81. בטווח הגודל של אשכולות בקנה מידה ננומטרי, שבו התנהגות פיסיקלית וכימית אינה קנה מידה ליניארי עם גודל אשכול, זה כבר הוכיח כי התוספת או גריעה של אטומים בודדים או מאשכולות עשויה להשפיע באופן דרסטי התגובה הכימית EIR 82-84. תופעה בקנה מידה ננומטרי זה, הנובע מכליאה הקוונטית, הודגמה באופן משכנע על ידי Heiz ועמיתים לעבודה 85 לזרז מודל המורכב של אשכולות נחתו רכים של שמונה אטומי זהב (Au 8) הנתמכים על משטח MgO פגם עשיר. מספר מחקרים נוספים סיפקו ראיות של תגובתיות תלויה בגודל של אשכולות נתמכים על משטחי 34,77,86,87. יתר על כן, תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים ברזולוציה גבוהה מצביעות על כך שצבירים המכילים כמה כמו עשרה 88 וחמישים וחמישה 89 אטומים עשויים להיות אחראים במידה רבה לפעילות מעולה של זרזי זהב מסונתז בתפזורת נתמכת בתחמוצות ברזל. העסקת נחיתה רכה של יונים שנבחרו המוניים, אפשר להכין מערכים יציבים של אשכולות שנבחר גודל וחלקיקים שאינם מפעפעים ומצבר לתוך מבנים גדולים יותר על פני השטח של חומרי תמיכת 90-92. מחקרים קודמים אלו מצביעים על כך עם רציףing פיתוח, נחיתה רכה של אשכולות שנבחרו המוניים וחלקיקים עשויה להפוך לטכניקה תכליתית עבור היצירה של זרזים הטרוגניים מאוד פעילים המנצלים את הופעתה של ההתנהגות של מספר הגדול של אשכולות זהים וחלקיקים במערכים הרחיבו על משטחים. מערכות מאוד מוגדרים היטב אלה עשויות לשמש למטרות מחקר כדי להבין כיצד פרמטרים קריטיים כגון גודל אשכול, מורפולוגיה, הרכב יסודות ופעילות קטליטית השפעת כיסוי פני השטח, בררנות ועמידות. מתחמים אורגנומתכתית שמשמשים בדרך כלל בזרזים הומוגניים כפתרון בשלב גם עלולים להיות משותקים על משטחים דרך נחיתה רכה של יונים שנבחרו המוניים 56,80,81. מצרף מתחמי מתכת ליגנד יוניים לתומך מוצק כדי לייצר חומרים אורגניים אורגניים היברידיים הוא כיום אזור פעיל של מחקר בקהילות קטליזה ומדע שטח 93. המטרה הכללית היא להשיג גבוהסלקטיביות כלפי מוצר רצוי של מתחמי מתכת ליגנד פתרון שלב תוך הקלת הפרדה קלה יותר של מוצרים מזרזים ומגיבים שנותרו בתמיסה. באופן זה, משטח משותק מתחמים אורגנומתכתית לקצור את היתרונות של שני זרזים הומוגניים והטרוגניים. דרך בחירה של מצע מתאים ניתן לשמור או אפילו לשפר את הסביבה ליגנד האורגנית סביב מרכז המתכת הפעיל גם בעת השגת קיבוע משטח חזק 94. משטחי monolayer התאסף עצמיים (Sams) על זהב עשויים להסתיים עם מספר הקבוצות פונקציונליות שונות, ועל כן, מערכות אידיאלי כדי לחקור את ההיתכנות של קשירת מתחמים אורגנומתכתית למשטחים באמצעות נחיתה רכה של יונים שנבחרו המוניים 95. יתר על כן, שיטות יינון כגון יינון לחץ אטמוספרי desorption תרמית (APTDI) כבר הוכיחו בעבר להניב מתחמים אורגניים מעורבת מתכת שלב הגזשאינם נגישים באמצעות סינתזה בפתרון 96. ברוח דומה, סינתזה ויינון kinetically מוגבלות שאינו תרמיים טכניקות כגון magnetron המקרטעת 65, צבירת גז 63 ואידוי בלייזר 66 יכולות להיות גם בשילוב עם מכשור נחיתה רך יון לספק מסלול צדדי לאשכולות אורגניים רומן וחלקיקים הנתמכים על משטחים. כדי להתפתח נחיתה רכה של יונים שנבחרו המוניים לטכנולוגיה בשלה לעריכה של חומרים, זה קריטי, כי שיטות אנליטיות אינפורמטיבי להיות בשילוב עם מכשור נחיתה רך כדי לחקור את התכונות כימיות ופיזיות של משטחים לפני, במהלך ואחרי התצהיר של יונים. נכון להיום, מספר רב של טכניקות שיושמו למטרה זו כולל ספקטרומטריית משנית המוני יון (SIMS) 19,97-100, DESORPTION מתוכנת טמפרטורה ותגובה 50,52, DESORPTION לייזר ויינון 101, תגובת קרן מולקולרית פעם 102, ספקטרוסקופית אינפרא אדום (FTIR וראמאן) 98,103,104, ספקטרוסקופיה משטח משופר ראמאן 103,105, ספקטרוסקופיה ringdown החלל 106, רנטגן ספקטרוסקופיה Photoelectron 35,107, מיקרוסקופית מנהור הסורק 33,108-111, מיקרוסקופ כוח אטומי 112-114, ומיקרוסקופי אלקטרונים הילוכים 39. עם זאת, על מנת לאפיין באופן מדויק ביותר משטחים שהוכנו או שונו על ידי נחיתה רכה יון, זה קריטי, כי הניתוח יבוצע באתרו ללא חשיפה של המצע לסביבה במעבדה. ניתוחים קודמים שנערכו באתר סיפקו תובנה תופעות כגון ההפחתה של מטען היוני של יונים רכים נחתו לאורך זמן 37,38,115,116, desorption רך נחת יונים ממשטחים 52, את היעילות ואת התלות באנרגיה הקינטית של נחיתה תגובתי יון 14,81 , ואת השפעת הגודלעל הפעילות הקטליטית של אשכולות וחלקיקים שהופקדו על גבי משטחי 117. כדוגמא, במעבדה שלנו, יש לנו באופן שיטתי למדו קינטיקה הפחתת תשלום של פפטידים protonated על פני השטח של סאמס שונה 3. ניסויים אלה בוצעו עם מכשיר נחיתה רך ייחודי מצמידים את התמרת ספקטרומטר התהודה הציקלוטרון יון יונים משני המוני (FT-ICR-SIMS), המאפשר ניתוח באתרו של משטחים במהלך ואחרי נחיתה רכה של יונים 97. להרחיב על יכולות אנליטיות אלה, מכשיר אחר נבנה שמאפשרת באפיון אתר של יונים נחתו על משטחים רכים באמצעות IRRAS 104. טכניקת אינפרא אדום פני השטח רגיש זה מאפשרת היווצרות קשר ותהליכי הרס, כמו גם שינויי קונפורמציה ביונים מורכבים ושכבות פני השטח כדי להיות במעקב בזמן אמת במהלך ואחרי נחיתה רכה 12. לדוגמא, באמצעות IRRAS זה היההוכיח כי נחיתה רכה יון עשויה לשמש כדי לשתק קוולנטית פפטידים שנבחרו המוניים על N-hydroxysuccinimidyl אסתר פונקציונליות סאמס 13,14. בזאת, אנו ממחישים את היכולות של שלושה מכשירים שהותקן ייחודיים הממוקמים במעבדה הלאומית האמריקנית פסיפיק נורת&#39;ווסט המיועדות באתר TOF-SIMS, FT-ICR-SIMS, וניתוח IRRAS של מצעים מיוצרים באמצעות נחיתה רכה של יונים שנבחרו המוניים על גבי משטחים. כמערכת נציג, אנו מציגים תוצאות לנחיתה רכה של נבחר המוני טריס רותניום אורגנומתכתית dications (bipyridine) [Ru (bpy) 3] 2 + על גבי חומצה קרבוקסילית הופסק סאמס (COOH-Sams) כדי להכין את מתחמים אורגנומתכתית משותקים. הוא הראה כי באתרו TOF-SIMS מציע את היתרונות של רגישות גבוהה מאוד וטווח דינמי הכולל גדול המאפשר זיהוי של מיני שפע נמוכים כולל ביניים תגובתי שעשויים להיות מראש בלבדנשלח לתקופות קצרות של זמן על המשטחים. TOF-SIMS גם מספק תובנות לגבי אופן הסרת יגנד מיון אורגנומתכתית בשלב הגז, לפני נחיתה רכה, משפיעה על יעילותה כלפי חוסר תנועה על משטחים והתגובה הכימית שלה לכיוון מולקולות גז. אפיון משלים שימוש באתר FT-ICR-SIMS מספק תובנות לגבי הפחתת תשלום, הנטרול וקינטיקה desorption של היונים טעונים כפליים על פני השטח ואילו באתר IRRAS בדיקות המבנה של ligands האורגני המקיף את מרכזי מתכת הטעונים, אשר עשוי להשפיע על תכונות אלקטרוניות ותגובתיות של היונים משותקים. ביחד, אנו מדגימים כיצד נחיתה רכה של יונים שנבחר במסה בשילוב עם ניתוח באתרו על ידי SIMS וIRRAS מספקת תובנה על יחסי הגומלין בין מינים ומשטחים שיש להם השלכות לטווח רחב של עשייה מדעית מוגדרים היטב.

<table><tbody><tr><td>זהב על מצעי סיליקון 1 ס"מ2</td><td>Platypus Technologies</td><td>Au.1000.SL1custom</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>זהב על מצעי סיליקון בקוטר 4.8 מ"מ עגול</td><td>SPI חומרים מתכלים</td><td>4176GSW-AB</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>בקבוקוני נצנוץ מזכוכית</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>03-337-14</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>אתנול</td><td>Sigma-Aldrich</td> לא מפורק <td>459836-1L</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מנקה אולטרה סגול</td><td>Boekel Scientific</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>16-חומצה מרקפטוהקסדקנואית</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>448303-5G</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>חומצה הידרוכלורית</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>320331-500ML</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>רדיד אלומיניום</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>Z185140-1EA</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מלקחיים/פינצטה ממתכת</td><td>Wiha</td><td>49185</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>כפפות ניטריל</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>S66383</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Tris(2,2&prime;-bipyridine)dichlororuthenium(II) hexahydrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>224758-1G</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מתנול</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>322415-1L</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מזרק זכוכית אטום לגז 1 מ"ל</td><td>המילטון</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>משאבת מזרק</td><td>KD Scientific</td><td>100</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>360 & #956; m ID סיליקה נימית התמזגה</td><td>Polymicro טכנולוגיות TSP075375</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>אלקטרומטר התנגדות גבוהה</td><td>קית'לי</td><td>6517A</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מסחרי TOF-SIMS מכשיר</td><td>אלקטרוניקה פיזית</td><td>TRIFT</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מתסון</td> <td>חמצן בטוהר גבוה במיוחד</td><td>G1979175</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>טוהר מחקר אתילן</td><td>מתסון</td><td>G2250178</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מעבדות גלי חום</td> <td>מקור יון צזיום</td><td>101502</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>ספקטרומטר FTIR מסחרי</td><td>Bruker</td><td>Vertex 70</td><td>&nbsp;</td></tr></tbody></table>

בsims אתרו וir ספקטרוסקופיה של משטחים מוגדרים היטב הוכן על ידי רכה נחיתה של יונים המוניים שנבחרו

In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

נחיתה רכה של יונים שנבחרו המוניים על גבי משטחים היא גישה רבת עוצמה לעריכה לשליטה מאוד של חומרים שאינם נגישים תוך שימוש בטכניקות סינתזה קונבנציונליות. צימוד נחיתה רכה עם באפיון אתר באמצעות ספקטרומטריית משנית המוני יון (SIMS) וספקטרוסקופית אינפרא אדום קליטת השתקפות (IRRAS) מאפשר ניתוח של משטחים מוגדרים היטב בתנאי ואקום נקיים. היכולות של שלושה מכשירים רך נחיתה נבנו במעבדה שלנו באות לידי ביטוי במערכת הנציג של organometallics מאוגד משטח שהוכנה על ידי נחיתה רכה של טריס רותניום נבחר המוני dications (bipyridine), [Ru (bpy) 3] 2 + (bpy = bipyridine), על חומצה קרבוקסילית הופסקה משטחי monolayer עצמי התאספו על זהב (COOH-Sams). באתרו (TOF הזמן של טיסה)-SIMS מספק תובנה על תגובתיות של היונים רכים נחתו. בנוסף, קינטיקה של הפחתת תשלום, נטרול ודהספיחה מתרחשת על COOH-SAM הן במהלך ואחרי נחיתה רכה יון נלמדות באמצעות בפורה באתרו להפוך תהודה הציקלוטרון יון מדידות (FT-ICR)-SIMS. בIRRAS אתר ניסויים לספק תובנות לגבי אופן שבו המבנה של ligands האורגני המקיף את מרכזי מתכת הוא מוטרד באמצעות קיבוע של יונים אורגנומתכתית על COOH-SAM משטחים על ידי נחיתה רכה. ביחד, שלושה המכשירים מספקים מידע משלים על ההרכב הכימי, תגובתיות והמבנה של מינים מוגדרים היטב נתמכים על משטחים.

1. חקירת תגובתיות של רו (bpy) 3 + 2 בCOOH-סאמס השימוש באתרו TOF-SIMS נחיתה רכה של יונים אורגנומתכתית נבחר המוניים על סאמס פונקציונליות באה לידי ביטוי הראשון באמצעות באתר TOF-SIMS לספק רגישות מקסימלית לזיהוי של adducts נוצר בין היונים שהופקדו והמולקולות בודדות בmonolayers כמו גם כל מוצרים של תגובות כימיות בעקבות חשיפה של המשטחים לגזי תגובה. Ru הטעון כפליים (bpy) 3 <...

נחיתה רכה של יונים שנבחרו המוניים על גבי משטחים היא גישה רבת עוצמה לעריכה לשליטה מאוד של חומרים חדשים. בשילוב עם ניתוח על ידי בספקטרומטריית האתר משנית המונית יון (SIMS) וספקטרוסקופיה קליטת השתקפות אינפרא אדום (IRRAS), נחיתה רכה מספקת תובנות חסרות תקדים לתוך האינטראקציות של מינים מוגדרים היטב עם משטחים.

בSIMS אתרו וIR ספקטרוסקופיה של משטחים מוגדרים היטב הוכן על ידי רכה נחיתה של יונים המוניים שנבחרו

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of materials that are inaccessible using ...

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא להכין מולקולות אורגנו-מתכתיות בדרגת טוהר גבוהה מאוד ובהגדרה מדויקת על פני שטח, כדי שניתן יהיה לאפיין קשרי מבנה-ריאקטיביות ואינטראקציות בין יונים לפני שטח באמצעות שילוב של טכניקות NC-AFM וספקטרוסקופיית IR. דבר זה מושג תחילה על ידי הכנת תמיסה של התרכובת האורגנו-מתכתית במתנול וטעינתה למשאבת מזרק לצורך הזרקה למקור יינון בריסוס אלקטרוסטטי (electrospray ionization). כשלב שני, מבוצע תהליך של אסוציאציה מושרית בהתנגשות (collision induced association) באזור המקור בלחץ גבוה של מכשיר ה-soft landing, אשר מסיר ליגנד bipyridine אחד מכל יון ruthenuim tris-bipyridine טעון כפולה, ובכך יוצר יוני ruthenium bis-bipyridine טעונים כפולה, תת-קואורדינציוניים ובעלי ריאקטיביות גבוהה.סלקציית מסה נוספת משיגה באמצעות מסנן מסה ארבעי (quadruple mass filter) ולאחריו נחיתה רכה (soft landing), וזאת על מנת להכין יונים אורגנו-מתכתיים קשורי-פני שאינם מזוהמים במינים לא רצויים, מולקולות ממס או יוני נגד. שיטות Sims ו-Eris משמשות לאפיון דו-מימדי של המשטחים. התוצאות מדגימות יונים אורגנו-מתכתיים המקובעים על פני שכבה מונו-מולקולרית בהרכבה עצמית (self-assembled monolayer) באמצעות נחיתה רכה של יונים שנבחרו לפי מסה. היתרון המרכזי של שיטה זו על פני טכניקות קיימות, כגון ציפוי ספין (spin coating) או יציקה בטפטוף (drop casting), הוא שסלקציית המסה מאפשרת בקרה מדויקת ברמה אטומית על הגודל, המטען, המצב וההרכב של החומרים המועברים למשטחים.שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום אגירת האנרגיה, כגון האם הגודל והמטען היוני של צבירי תחמוצות מתכת פעילות רדוקס יכולים לשלוט במבנה וביציבות על פני שטח. נחיתה רכה של יונים מספקת תובנות לגבי הרגישות של חומרים קטליטיים וחומרים לאגירת אנרגיה לגודל ולהרכב.שיטה זו יושמה גם במערכות אחרות כגון פפטידים, חלבונים ווירוסים בעלי יישומים רחבים בתחומי החישה הביולוגית והדיאגנוסטיקה. ראשית, הנח משטח של שכבה מונחית עצמית (self-assembled monolayer או SAM) שהוכן מראש על אחד משלושת תושבות הדגימות המתכתיות. פתח את דלת הכנסת הדגימות ואבטח את מחזיק הדגימה בחוזקה למניפולטור בתוך המכשיר.לאחר מכן, סגרו את הדלת ופתחו את השסתום למשאבת הוואקום המכנית בעלת ארבעת השלבים. כאשר תא הכנסת הדגימות מגיע ללחץ של 10⁻³ tor, הפעילו את משאבת הוואקום הטורבומולקולרית ואת מד הלחץ. כאשר תא הכנסת הדגימות מגיע ללחץ של 10⁻⁶ tor, פתחו את שסתום המעבר לתא הנחיתה הרכה.השתמש במניפולטור המגנטי או בבמה מסוג XY, Z כדי למקם את פני השטח של ה-SAM בקו אחד עם קרן היונים כדי להתחיל בנחיתה רכה. עבור כל מכשיר, טען 0.5 milliliters של תמיסות 0.01 millimolar tris two two prime by pur di chloro. Ruthenium two hexahydrate שהוכנו מראש לתוך מזרק זכוכית של 1 milliliter.הרכב את המזרק במשאבת מזרקים והפעל מתח של +2 עד +3 kilovolts על הנימי כדי להפיק יונים חיוביים. לאחר מכן, כוון את קצב הזרימה של משאבת המזרקים לטווח שבין 20 ל-40 µL לשעה כדי להשיג זרם יונים אופטימלי מהפני השטח. כוון את מסנן המסה الربעי (quadrupole mass filter) למסתו של יון ה-ruthenium bis by purine בעל המטען הכפול.לאחר מכן, התאם את הגדרות המתח של אופטיקת היונים ומסלולי היונים בתדר רדיו (RF) כדי למקסם את זרם היונים ואת היציבות של יון ה-ruthenium tris by purine בעל המטען הכפול, כפי שנמדד על פני השטח של ה-SAM. לאחר מכן, הגבר את מפל הפוטנציאל באזור הקוואדרופול להתנגשויות בלחץ גבוה של מכשיר הנחיתה הרכה (soft landing), כדי לאפשר הסרה של ליגנדים בשלב הגז מהיון האורגנו-מתכתי באמצעות דיסוציאציה מושרית התנגשות (CID). עם השלמת השקיעה, כבה את משאבת המזרק ואת המתח הגבוה למפלט ה-ESI.השתמש במניפולטור המגנטי כדי להעביר את הפני השטח שהוכנו מתא הנחיתה הרכה לבמת הניתוח בתוך חלק ה-sims של המכשיר. לאחר מכן, נתק את המניפולטור מהדגימה והסתבב אותו לחלוטין אל מחוץ לתא ניתוח ה-SIMS. סגור את שסתומי השער בין חלק הנחיתה הרכה לחלק ה-sims של המכשיר.לביצוע ניסוי TOF SIMS, טענו את קובץ הבקרת המכשיר בתוכנה וודאו שמקור יוני הגליום מייצר זרם יציב מספיק של יונים ראשוניים. רכשו פרופילים קוויים בציר x ובציר Y על פני השטח כדי לקבוע את מרכז נקודת השקיעה של היונים על המצע.מקמו את הפני השטח כך שקרן יוני הגליום הראשונית תפגע במרכז הנקודה שבה הופקדו היונים. לאחר מכן, רכשו ספקטרום מסה של toff sims למשך חמש דקות. לאחר מכן, כבו את קרן יוני הגליום הראשונית ואת המתחים הגבוהים של מכשיר ה-toff sims.השתמש במניפולטור המגנטי כדי להחזיר את הדגימה לחלק הנחיתה הרכה של המכשיר. השתמש בשסתום דליפה של ואקום גבוה כדי להחדיר זרימה מבוקרת של גז חמצן בטוהר גבוה במיוחד מבלון אל תוך המכשיר. השתמש בשסתום הגייט (gate valve) המתכוונן כדי לווסת את מהירות השאיבה של המשאבה, במטרה להגיע ללחץ מצב יציב של 10⁻⁴ tor של חמצן בתוך תא הנחיתה הרכה.חזור על השלבים הקודמים כדי לאפיין את היונים שנחתו רכות לאחר חשיפה רצפתית של הפנימה לחמצן ולאתילן למשך 30 דקות. מקם משטח SAM מעגלי בלוח הלכידה האחורי של תא ה-ICR הממוקם בתוך המגנט בעוצמה של שש Tesla. לאחר מכן, השתמש במקור יוני צזיום כדי ליצור קרן רציפה של יוני צזיום ראשוניים בעוצמה של שמונה kilovolt במהלך לכידה זו, ונתח את היונים המשניים שנפלטו מהמשטח באמצעות FT IC RM MS. עבור ספקטרוסקופיית בליעת החזר באינפרא-אדום, כוון את אור האינפרא-אדום מהספקטרומטר אל משטח השכבה המונולאית המסתיימת בחומצה קרבוקסילית הממוקם בתוך תא הוואקום.השתמש במראה שטוחה מצופה זהב כדי להכווין את האור היוצא מספקטרומטר ה-FTIR אל מראה זהב פרבולית. לאחר מכן, החזר את האור מהמראה הפרבולית דרך מקטב רשת חוטי של סינק-סלניד (zinc selenide) בתחום האינפרא-אדום רחוק ואל תוך תא הוואקום. דרך חלון צפייה, מקם את ה-SAM הרפלקטיבי שעל פני השטח של הזהב בתוך תא הוואקום בנקודת המוקד של המראה הפרבולית הראשונה, באמצעות מתרגם Z מונע מנוע.לאחר מכן, השקף את אור ה-IR היוצא מתא הוואקום מפני השטח של ה-SAM דרך חלון צפייה שני. השתמש במראה זהב פראבולית שנייה כדי למקד את האור המוחזר מהפני השטח אל גלאי MCT. לבסוף, רכוש ספקטרומים במרווחי זמן קבועים במהלך תהליך השקיעה.כאן נצפה שיא התואם לתוצר תגובה קוולנטי של ruthenium bis paridine thiol ביחס מטען ראשי של 700, דבר המעיד על קישור חזק מאוד בין היון בעל הקואורדינציה החסרה לבין שטח הפנים של השכבה המולקולרית. השיאים התואמים למין זה בולטים כאן. מוצגים כאן ספקטרום NC two to F sim שהתקבלו ישירות לאחר חשיפה של משטחי SAM המסתיימים בחומצה קרבוקסילית, המכילים ruthenium tris by purine ions ו-ruthenium bis by purine ions דו-חיוביים שנחתו בריכה, לחמצן גזי. השיאים עקביים עם הוספה של חמצן אטומי ומולקולרי לתוצר התגובה האורגנו-מתכתי שעל פני השטח, בהתאמה.יתרה מכך, נראה כי תסמיך זה עובר חמצון עם יעילות המרה של קרוב ל-50%. ספקטרום ה-ToF SIM לאחר חשיפה לאתילן מצביע על ירידה בשפע היחסי של התסמיך האורגנו-מתכתי המחומצן באופן יחיד ביחס מסה למטען של 716. כאן מוצגת תרשים המתאר את התוצאות שהושגו עבור מערכת מייצגת זו באמצעות שילוב של נחיתה רכה של יונים ואנליזה באמצעות NC ToF SIM.התוצאות המייצגות עבור יוני ruthenium tris by טעונים כפולה שנסמכו על פני שטח של SAM המסתיים בחומצה קרבוקסילית מוצגות כאן במהלך נחיתה רכה. יון ה-ruthenium tris by הטעון כפולה מראה עלייה ליניארית בשפע על פני שטח של SAM המסתיים בחומצה קרבוקסילית. השפע שנמדד מגיע למקסימום בסוף הנחיתה הרכה, ולאחריו מישור (plateau) ממושך על פני שטח של SAM המסתיים בחומצה קרבוקסילית.בניגוד לכך, היונים בעלי המטען הבודד מתדלדלים במהירות רבה יותר לאחר סיום הנחיתה הרכה. מוצג כאן ספקטרום האינפרא-אדום שהתקבל בעקבות נחיתה רכה של 5×10¹² יוני ruthenium tris by purine בעלי מטען כפול על פני שטח SAM המסתיים בחומצה קרבוקסית. תשעה מאפיינים רטטניים מסומנים בכוכבית בספקטרום ה-IR כסימנים ספקטרוסקופיים ייחודיים של ruthenium tris by pyridine בעל מטען כפול.ברגע שהניסוי נשלט, ניתן להקים את ניסוי הנחיתה הרכה (soft landing) בפחות משעה. לאחר השקיעה, ניתן לאפיין את הדגימה באמצעות AFM, TEM ו-STM כדי לבחון באופן מעמיק יותר את כיסוי הפני השטח ואת המבנה השניוני של היונים שנחתו ברכות לאחר פיתוחם. טכניקה זו סללה את הדרך עבור חוקרים בתחום הקטליזה לחקור קשרי מבנה-ריאקטיביות בצבירים ובננו-חלקיקים בדיוק חסר תקדים.

in-situ-sims-ir-spectroscopy-well-defined-surfaces-prepared-soft

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

Electrospray לייזר אבלציה יינון (LAESI) הוא מקור של לחץ אטמוספרי יון עבור ספקטרומטריית מסה. במצב הדמיה, אמצע אינפרא אדום בדיקות הלייזר הפצות של מולקולות על פני קטע רקמה או biofilm. טכניקה זו מציגה גישה חדשה ללימודי bioanalytical מגוונים שבוצעו תחת תנאים ניסויים הילידים.

בלחץ אטמוספרי מולקולרית והדמיה של רקמות ביולוגיות באמצעות Biofilms LAESI המוניים ספקטרומטריית

Desorption electrospray יינון ספקטרומטריית מסה (דסי-MS) היא שיטה שבאמצעותו דגימות סביבה, כולל רקמות ביולוגיות, יכולות להיות צילמו עם הכנת מדגם מינימאלית. על ידי rastering המדגם מתחת לחללית היינון, טכניקה מבוססת ספריי זה מספקת רזולוציה מרחבית מספיק כדי להבחין במאפיינים מולקולריים של עניין בתוך סעיפי רקמות.

הדמיה של רקמות ביולוגיות על ידי Desorption electrospray יינון המוני ספקטרומטריית

עבודה זו מציג פרוטוקול טיפול נוזל וההכנסה מדגם על microchannel עבור באתרו זמן של טיסת ניתוח ספקטרומטריית משני יון המוני של ביומולקולות חלבון בתמיסה מימית.

באפיון באתרו של חלבונים מימה במים על ידי Salvi ו TOF-SIMS

מאמר זה מציג שיטה לגידול ממבנה biofilm עבור בחיי עיר יון משני זמן-של-טיסה ספקטרומטר מסה למיפוי כימי במצב רטוב, מופעל על ידי כור microfluidic, מערכת לניתוח-הממשק ואקום נוזלי. מר Shewanella oneidensis -1 עם פלורסצנטיות ירוק חלבון שימשה כמודל.

בחיי עיר אפיון Biofilms MR1 Shewanella oneidensis על ידי SALVI וסימס תוף

מחלת המסה של הזמן של הטיסה והספקטרומטר משני מיושם על מנת להדגים את המיפוי הכימי ואת מורפולוגיה הקורוזיה בממשק צבע המתכת של סגסוגת אלומיניום לאחר חשיפת תמיסת מלח בהשוואה לדגימה החשופה לאוויר.

הדמיה קורוזיה בממשק צבע מתכת באמצעות המסה של זמן טיסה משני המוני ספקטרומטריה

השימוש בספקטרוסקופיית FTIR לחקירת מאפייני פני השטח של מוצקים פוליגבישיים מתואר. הכנת כדורי לדוגמה, הפעלת הליכים, אפיון עם מולקולות בדיקה ולימודי מודל של שיתוף2 ספיחה הם דנו.

באתרו FTIR ספקטרוסקופיית ככלי לחקירת גז/אינטראקציה מוצקה: שיתוף משופר מים2 Adsorption ב uio-66 מתכת-אורגני המסגרת

נייטרלי SO2 אשכולות של אנרגיה קינטית נמוכה (≪ 0.8 eV/בוחרים) משמשים desorb מולקולות פני השטח מורכבים כגון פפטידים או שומנים לניתוח נוסף באמצעות ספקטרומטר מסה באמצעות ספקטרומטר המסה של מלכודת יונים. אין צורך בהכנה לדוגמה מיוחדת, וניתן להתבונן בזמן אמת על תגובות.

ניתוח של מולקולות מורכבות והתגובות שלהם על משטחים באמצעות מצבר-המושרה באמצעות אשכול/אינון המסה ספקטרומטריה

תא השמש לצבוע-רגישות היה solvated על ידי RTILs; תוך שימוש בפוטנציאלים אמפיריים ממוטבים, הוחלה הדמיה של דינמיקה מולקולרית לחישוב מאפיינים ויברtional. ספקטרום הרטט המתקבל הושוו עם התנסות ודינמיקה מולקולארית ab; ספקטרום הפוטנציאל האמפירי שונים מראים כיצד משתני טעינה חלקית של הנוזל היוני משפיע על תחזית ספקטרום התנודה.

ויברtional ספקטרום של N719-כרומטופור/טיטניה ממשק הסימולציה מולקולארית פוטנציאלי-דינמיקה, Solvated על ידי טמפרטורת חדר הנוזל היוני

השיטה המוצגת מתארת כיצד לזהות ולפתור ממצאי מדידה הקשורים לספקטרומטריית מסות יונים משנית וכן להשיג התפלגות תלת ממדית מציאותית של זיהומים / דופנטים בחומרי מצב מוצק.

שחזור פרופיל עומק תלת ממדי של זיהומים מופרדים באמצעות ספקטרומטריית מסת יונים משנית

מספר הליכים שונים להכנת חלקיקים לניתוח פני השטח מוצגים (יציקת טיפה, ציפוי ספין, תצהיר מאבקות, קריופיקסציה). אנו דנים באתגרים, בהזדמנויות וביישומים האפשריים של כל שיטה, במיוחד לגבי השינויים במאפייני פני השטח הנגרמים על ידי שיטות ההכנה השונות.

הכנת חלקיקים לניתוח ToF-SIMS ו- XPS

אנו מספקים מתווה כללי של שיטות מיקרואנליזה כמותית להערכת תפוסות האתר של זיהומים ומצביהם הכימיים על ידי ניצול תופעות תקשור אלקטרונים בתנאי נדנדה קרן אלקטרונים תקרית, אשר באופן אמין לחלץ מידע ממיני מיעוט, יסודות אור, משרות פנויות חמצן, ופגמים אחרים נקודה / קו / מישור.

ניתוח כמותי של אתר אטומי של דופנטים פונקציונליים/פגמים נקודתיים בחומרים גבישיים על ידי מיקרואנליזה משופרת של תקשור אלקטרונים

למדו הכנת מולקולות אורגנו-מתכתיות טהורות על משטחים באמצעות רכה נחיתה של יונים מסוננים המונית. השיטה משלבת ספקטרוסקופיית SIMS ו-IR לניתוח אינטראקציות יון-משטח בדיוק אטומי.

בSIMS אתרו וIR ספקטרוסקופיה של משטחים מוגדרים היטב הוכן על ידי רכה נחיתה של יונים המוניים שנבחרו

גלה סרטונים נוספים