Name: Kütle-Seçilen İyonlar Yumuşak İniş Hazırlayan İyi tanımlanmış Yüzeyler Yerinde SIMS ve IR spektroskopisi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 22 s
Description: Keşfedin kütle-seçilen iyonların yumuşak iniş yöntemiyle yüzeylerde yüksek saflıkta organometalik moleküller hazırlamayı. SIMS ve IR spektroskopisi ile iyon-yüzey etkileşimlerini karakterize edin.

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

Bu araştırma, Temel Enerji Bilimler Dairesi, Kimyasal Bilimler, ABD Enerji Bakanlığı (DOE) Yerbilimleri ve Biosciences Bölümü tarafından finanse edildi. GEJ Linus Pauling Kardeşlik ve Pacific Northwest National Laboratory at Laboratuvarı Yönlendirilmiş Araştırma ve Geliştirme Programı (PNNL) destek kabul eder. Bu çalışma EMSL, Biyolojik ve Çevresel Araştırma Enerji Ofisi Departmanı tarafından desteklenen ve PNNL bulunan bir ulusal bilimsel kullanıcı tesis kullanılarak yapıldı. PNNL ABD DOE için Battelle tarafından işletilmektedir.

1.. Kütle-seçilmiş İyonlar Yumuşak İniş için Gold COOH-SAM Yüzeyler hazırlanması <ol><li> Silisyum (Si) veya mika destek malzemeleri üzerine düz altın yüzeylerde edinin. Seçenek olarak ise, literatürde 118119 de anlatılan prosedürlere göre, Si ya da mika yüzeyler üzerinde altın film hazırlayın. Not: Aşağıdaki özelliklere sahip yüzeyler Kullanımı: 1 cm 2 veya dairesel ve çapı 5 mm, 525 mikron kalınlığında Si tabakası, 50 Å kalın Ti yapışma tabakası, 1.000 Å Au tabakası. </li><li> Cam sintilasyon şişelerine taze altın-on-silikon yüzeyler yerleştirin ve saf (doğallığı bozulmamış) etanol bırakın. </li><li> Ultrasonik temizleme, etanol içine daldırıldı altın yüzeyleri ihtiva eden sintilasyon şişeleri yerleştirin ve herhangi bir yüzey artığın ayrılması için 20 dakika süre ile yıkayın. Not: Bu mika destek malzemeden altın filmi ayırmak gibi ultrasonik mika yüzeylerde altın yıkamayın. </li><li> Akıntısı ile şişelerin ve kuru ikinci yıkanmış altın yüzeyleri kaldırmaetanolden herhangi bir kalıntı lekelerin oluşumunu önlemek için saf N2. </li><li> Kurutulmuş altın yüzeyleri temiz bir ultraviyole (UV) yukarı bakacak şekilde yerleştirin ve yüzey organik maddeleri uzaklaştırmak için 20 dakika boyunca ışın tedavisi. </li><li> Cam sintilasyon şişelerine olarak, non-denatüre etanol içinde bulunan 16-mercaptohexadecanoic asit (COOH-SAM) 1 mM çözelti 5 ml hazırlar. </li><li> Moleküllerin karboksilik asit gruplarının, protonasyon sağlamak üzere, etanol içinde% 1 HCI nihai bir konsantrasyona kadar hidroklorik asit ilave edin. </li><li> Sıra, yıkanır, kurutulur ve UV-temizlenmiş yüzeyler altın tüm altın yüzeyi tamamen, her şişe içine daldırılır sağlanması COOH-SAM çözeltiler içine karşı karşıyadır. Altın tek tabaka yüzeylerinin (folyo şişe sarmak) karanlıkta en az 24 saat boyunca monte izin verin. </li><li> Etanol içinde% 1 HCI, 5 ml ihtiva eden yeni bir sintilasyon şişelerine COOH-SAM çözümler ve yerden yüzeyleri çıkarın. Ultrasonik olarak SAM bir physisorbed molekülleri fr kaldırmak için 5 dakika boyunca yıkama yüzeyleritek tabakalı yüzey om. </li><li> Flakonlarından yıkandı yüzeyleri çıkarın ve etanol içinde% 1 HCI birkaç 1 ml aliquot ile yıkayın. Kuru COOH-SAM N2 akışı altında yüzeyleri. </li><li> Temiz metal forseps kullanma ve eldiven her yumuşak iniş alet sürecinde ön bakan altın yüzeye dokunmamaya özen ile uyumlu bir üç metal örnek bağlar üzerine SAM yüzeye yerleştirin giyiyor. Yüzey sıkıca yerinde ve yüzeyin arka tarafı ile metal numune montaj arasında kuvvetli bir elektrik temas olduğu sabit olduğundan emin olun. </li><li> Yumuşak iniş aletleri (her biraz farklıdır) yük kilidi örnek giriş yetenekleri istihdam, yumuşak iniş odasından enstrümanın örnek giriş bölgesini ayıran kapı vana kapalı olduğundan emin olun. Turbomoleküler vakum pompası ve iyonizasyon basınç göstergesi ve closi kapatarak atmosferik basınca örnek giriş haznesi yukarı getirforeline mekanik bir vakum pompası valf ng. </li><li> Numune giriş odasının, atmosfer basıncı, numune kapıyı açmak ve sıkıca enstrümanın içindeki manipülatör (xyz aşamalı ya da z-çevirmen) için numune tutucu olarak güvenceye ulaştığında. Kapıyı kapatın ve foreline mekanik vakum pompası vanasını açın. Numune giriş bölmesi 10 -3 Torr bir basınç ulaştığında, turbomoleküler vakum pompası ve iyonizasyon manometre açın. </li><li> Numune giriş bölmesi 10 -5 Torr bir basınç ulaştığında, yumuşak iniş odasına vanayı açın. Yumuşak inişi başlamak için iyon demetiyle paralel olarak SAM yüzeyi konumlandırmak için manyetik manipülatör xyz veya aşamalı kullanın. </li></ol> COOH-SAM Yüzeyler üzerine Kütle-seçilmiş Ru (bpy) 3 2 + 2. Yumuşak İniş <ol><li> Elde tris (2,2 &#39;-bipiridil) dikloro-rutenyum (II) bir katı hekzahidrat. Cr için saf metanol içinde kırmızı kristaller çözülür10 -3 M. bir konsantrasyon ile stok çözümleri eate Kütle seçilmiş Ru (bpy) 2 3 + m / z = 285, optimum elektrosprey iyon akımı elde etmek için, metanol ile, 10 ya da 100 ya da bir faktör ile stok çözelti seyreltin. </li><li> 1 ml&#39;lik bir cam şırınga seyreltilmiş çözümleri yerleştirin. 360 mikron dış çapa 80 pozitif iyonları oluşturmak için 2-3 kV arasında bastırılmaktadır um iç çap eritilmiş silis kılcal yoluyla çözüm aşılamak için, bir şırınga pompası kullanın. Yüzeyde optimum iyon akımı ve stabilite elde etmek için 20-40 ul / saat arasında, şırınga pompa akış hızını ayarlayın. </li><li> Ru (bpy) kütlesine dört kutuplu kütle-filtre ayarlama yüzeyi üzerine Ru (bpy) 2 + 3 dışındaki türlerin yumuşak inişi önlemek için 3 2 + iyon m / z = 285. Elektrometre bir vakum aracılığıyla alt-tabakaya bağlanan bir yüksek direnç kullanarak elektrik feed-through ayarlamak gerilim iyon optik ayarları veRadyofrekans iyon 3 2 + SAM yüzeyinde ölçülen Ru (bpy) iyon akımını ve stabilitesini artırmak için yönlendirir. Deney COOH-SAM yüzeyinde iyonların istenilen kapsama elde etmek için, seçilmiş bir zaman süresi için çalışmasına izin verir. </li><li> Çarpışmanın neden olduğu ayırma yoluyla organometalik iyondan sıyırma gazı faz ligand etkinleştirmek için sert koşulları yaratmak için yumuşak iniş araçların yüksek basınç çarpışma dört kutuplu bölgenin potansiyel gradyanı arttırın. Not:. Da Şekil 1&#39;de sunulan diğer iki aracın, erken aşamalarında temsili üç yumuşak iniş aletleri, birinin şematik diyagramı inceleyin Ru (bpy) ve parçalanma 3 2 + iyonu oluşur 4. bölge. Ru (bpy) için bir bipiridin ligandı çıkarmak için elektrodinamik iyon hunisinin arka plakaya uygulanan gerilimi artırmak 3 2 + m / z = 285 üreten gazfaz Ru (bpy) aletin 81 bölgesinde 4 2 2 + m / z = 207. Kütle COOH-SAM üzerine alet ve yumuşak toprak bölgesinde 6&#39;da dört kutuplu kütle filtresi kullanılarak yüksek reaktif undercoordinated fragmanı iyon seçmek ligasyon ölçüde desteklenen organometalik iyonlarının özelliklerini nasıl etkilediğini incelemek yüzeyleri. </li><li> Kütle seçilmiş Ru (bpy) akımı, en üst düzeye çıkarmak için, dört kutuplu çubuklar uygulanan DC gerilim hem de iletkenlik sınır yüzeyinde 2 2 fragmanı + iyonları da dahil olmak üzere çevre iyon optik, ayarlayın. </li></ol> Yerinde TOF-SIMS önceki ve Reaktif Gazlar maruz kaldıktan sonra 3. Analizi <ol><li> ESI emitöre şırınga pompası ve yüksek gerilim kapatın. Operasyon sırasında aletin iki bölge ayıran kapı vanasını açın. Analiz aşamasına yumuşak iniş odasından hazırlanmış bir yüzey içinde hareket manyetik manipülatör kullanınenstrümanın TOF-SIMS parçasıdır. </li><li> Numuneden manipülatörünü devreden çıkarın ve SIMS analizi odasından tam olarak geri çekin. TOF-SIMS enstrümanın yumuşak iniş bölgesinde çok daha düşük bir basınçta çalışır, çünkü yumuşak bir iniş ve aletin SIMS parçaları arasındaki vanayı kapatın. </li><li> TOF-SIMS deney yapmak için, yazılım enstrüman kontrolü dosya yüklemek ve Ga + kaynak birincil iyonları yeterince stabil bir akım üreten emin olun. Not: Yumuşak desorpsiyonunu ikna etmek için 15 keV birincil galyum iyonları (Ga +, 500 pA, 5 NSEC darbe genişliği, 10 kHz tekrarlama oranı) İstihdam yüzeylerinden malzemeyi indi. Üç ayrı elektrostatik sektör oluşur kütle analizörü, içine püskürtülen ikinci yüzeyden iyonları ekstrakte edin. </li><li> (Tipik olarak yüzeyi merkezinde alt-tabaka üzerinde biriken iyonların nokta merkezini belirlemek için yüzeyi boyunca x-ve y-ekseni hattı profilleri kazanınnd çapı 3 mm). Ga + primer iyon ışın iyonlarının biriken nokta ortasına üzerinde doğrudan yer almaktadır, böylece yüzey yerleştirin. 5 dakika boyunca bir TOF-SIMS Kütle spektrumu elde edin. </li><li> Birincil Ga + iyon demeti ve TOF-SIMS yüksek gerilim kapatın. Geri aletin yumuşak iniş kısmına örnek taşımak için manyetik manipülatör kullanın. Iki odayı ayıran kapı valf daha fazla ilerlemeden önce kapalı olduğundan emin olun. </li><li> Alet bir silindirden, çok yüksek saflıkta oksijen (O 2) gaz kontrollü bir akış tanıtmak için yumuşak iniş bölmesi üzerinde yüksek vakumlu bir sızıntı valfi kullanın. Yumuşak iniş bölmesi içindeki O 10 -4 2 Torr&#39;luk bir kalıcı-hal basınç elde etmek için pompanın pompalama hızını kısma turbomoleküler vakum pompasının önünde ayarlanabilir kapı valf kullanır. </li><li> 30 dakika boyunca, O ila 2 yüzeyin maruz bırakıldıktan sonra inci üzerinde vanayı açmak üzere sızıntı valfi kapatmakE turbomoleküler vakum pompası ve geri kalan O 2 uzağa pompalamak için izin verir. Odacık içindeki basınç azalmıştır sonra, aletin SIMS kısmına vanayı açıp TOF-SIMS analiz ikinci tur için analiz platformunda yüzeyi konumlandırmak için manyetik manipülatör kullanın. </li><li> Vanayı açmak ve 30 dakika boyunca 4 ° C, 2 saat 10 Torr -4 maruz kalma back yumuşak iniş odası içindeki yüzeyi konumlandırmak, bölme 3,3-3,4 de tarif edildiği gibi, ikinci TOF-SIMS spektrumu elde edildikten sonra. Yukarıda açıklandığı gibi yine bir SIMS analizi yapın. </li></ol> Yumuşak İniş Sırasında ve Sonrasında Yerinde FT-ICR-Sims 4. Analizi <ol><li> SAM Bölüm 1 &#39;de tarif edilene benzer bir şekilde, ancak dairesel yüzeylerde çapı 5 mm üzerindeki in situ FT-ICR-SIMS alet ile deneyler için yüzeyleri hazırlayın. Not: Bir altın kaplamalı silikon gofret lazer kesim (5 nm krom yüzeyler kullanınyapışma tabakası ve kristalli buhar çökelmiş altın 100 nm). En önemli fark, FT-ICR-SIMS enstrüman yüzey süperiletken mıknatısın delik içine yerleştirilmiş olduğunu farkında olun. Mıknatısın varlığı yüzeyleri ICR hücrenin arka plaka ve güvenli bir şekilde ayarlanabilir konumlandırılmasını sağlayacak bir 5 ft kılavuzu z-çevirmen sonunda yerleştirilmesini gerektirir. </li><li> Yük kilit arayüzü kullanarak, 6 Tesla mıknatısın içinde bulunan ICR hücrenin arka yakalama plakasına dairesel SAM yüzeye yerleştirin. Not: Bu alet iyon-yüzey etkileşimleri 97120 eğitim için yapılandırılmış bir özel tasarlanmış 6-Tesla FT-ICR kütle spektrometresi olduğunu unutmayın. </li><li> Bölüm 2&#39;de tarif edilene benzer bir şekilde, FT-ICR-SIMS aygıtının iyon yumuşak iniş kısmına çalıştırın. </li><li> Yüzeyi sputter 8 kV Cs + primer iyonları sürekli bir kiriş oluşturmak için bir sezyum iyon kaynağı kullanarak birnd iyon yumuşak iniş sonra. </li><li> Yumuşak iniş için iyonları oluşturmak için ana araç eksenine doğru 90 ° yerleştirilmiş ESI kaynağını yararlanın. Kuadrupol 120 eğilme 90 ° iyonları odaklanın. Not: Bu alet geometri Ru (bpy) böylece sırasında ve iyon bırakma sonrasında yumuşak iniş işleminin izlenmesi sağlayan yüzeye birincil Cs + iyon ışınının 3 2 + ve iletim aynı anda yumuşak inişi kolaylaştırır edin. </li><li> Trap ve FT-ICR-MS kullanılarak yüzeye püskürtülen sekonder iyonları analiz. Not: için son bu deneyler için yaklaşık 10 10 iyonları / cm 2 (şimdiki 4 nA, süresi 80 mikro-saniye, spot çapı 4.6 mm, spektrum başına 10 çekim, ~ 200 veri noktaları) toplam iyon akı gelen statik SIMS şartlarını Istihdam yaklaşık 7 saat. ~ 10 saniye arasında bir edinim süresine tekabül 10 çekim üzerinde her SIMS spektrumu ortalama. </li><li> SAM yüzeyler tah örnekleyerek kinetik verilerin Edinmeiyon bırakma sırasında ve sonra yaklaşık 7 saat boyunca her 4 dakikada ce. </li><li> Literatürde 121 açıklanan otomatik modüler veri kontrol sistemini kullanarak veri toplama ve araç kontrolü gerçekleştirin. </li></ol> Yumuşak İniş Sırasında ve Sonrasında Yerinde IRRAS In tarafından 5. Analizi <ol><li> . SAM bölümünde 1 &#39;de tarif edilene benzer bir şekilde in situ IRRAS araç olarak bir not ile deneyler için yüzeyleri hazırla: unutmayın ki z-çevirmen ile yüzeyin tam konumlandırılması IRRAS alet sonuçlar ile en büyük farkı parabolik aynalar odak noktasında ve iyon demetinin doğrultusunda alt-tabakanın bulmak için gerekli. Kızılötesi ışın ve yüzeyde biriken iyonların nokta arasındaki örtüşme en üst düzeye. </li><li> Sıvı azot ile donatılmış bir FTIR spektrometre kullanılarak bir otlatma-insidans geometri IRRAS deneyler cıva-kadmiyum-tellür (MCT soğutmalı) Dedektörü. </li><li> Bir parabolik altın ayna üzerine FTIR spektrometre çıkarken ışığı yönlendirmek için bir altın kaplı düz ayna yararlanın. Parabolik ayna bir viewport ile orta-kızılötesi tel ızgara polarizörden yoluyla ve vakum odasına ışığı yansıtır. </li><li> Vakum odasının içine yerleştirilmiş olan COOH-SAM yüzeyi üzerine spektrometreye gelen kızılötesi ışık Doğrudan. Not: Vakum odasında bulunan iyon yumuşak iniş sırasında -5 10 Torr arasında bir basınçta tutulur. </li><li> Motor tahrikli z-çevirmen kullanılarak birinci parabolik aynanın odak noktasında vakum bölmesinin içindeki altın yüzeyi üzerinde yansıtıcı SAM yerleştirin. </li><li> IR ışığı ikinci bir görünüm ile SAM yüzeyinden ve odanın dışına çıkması için vakum odasına giren yansıtmaktadır. Bir MCT detektörü üzerine yüzeyinden yansıyan ışığı odaklamak için bir ikinci parabolik altın ayna kullanın. </li><li> N2 ile vakum odasının dışında IR ışınının yolu temizleyin. </li><li> Acçökelmesi sırasında belirli aralıklarla forma spektrumları. </li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Kitle seçilmiş iyonları yumuşak iniş, genellikle özel bu deneyler için donatılmıştır dünyanın çeşitli laboratuvarlarda var benzersiz özel yapılmış aletleri kullanılarak yapılır. Bilgiler sürekli olarak, yumuşak inişi multipleks ve böylece yüzeyi üzerinde farklı konumlarda birden fazla türün aynı anda birikmesini elde etmek için, daha büyük bir iyon akımı ve daha kısa birikme süreleri elde etmek için, bileşiklerin çok daha geniş bir dizinin iyonlaşma kolaylaştırmak için bu araçlar için yapılır ve edilmektedir kütle-yük o...

Yüzeylere kitle seçilmiş iyonları yumuşak iniş nedeniyle yeni malzemeler 1-6 derece kontrollü hazırlanması için tekniğin gösterdi yetenekleri güncel araştırma ilgi konusu olmaya devam etmektedir. Son çalışmalar, yüksek verimli tarama biyolojik 7,8, proteinlerin ayrılması ve peptidlerin konformasyonal zenginleştirme 9-12, kovalent bağlantısı kullanılmak için, peptid ve protein dizileri hazırlanmasında kitlesel seçilen iyonlarının yumuşak bir iniş bölgesinin potansiyel gelecek uygulamalar göstermiştir yüzeyler 9,10,13,14, organik bileşiklerin kiral zenginleşmesine peptidler 15, belirli bir redoks-aktif protein elektrokimyasal karakterizasyonu 16-18, ince filmlerin molekül 19,20 üretimi, bu grafen 21 ve modeli hazırlanması gibi makromoleküllerin işlem iyonik kümelerin 22-39 yumuşak iniş yoluyla katalizör sistemleri, 40-48 ve organometalik co nanopartiküllerdestek malzemeleri 19,49-56 üzerine mplexes. Poliatomik iyonları yumuşak iniş yoluyla yüzeyleri modifiye kavramı ilk 1977 yılında 57 Aşçılar ve işçiler tarafından önerilmiştir. Sonraki yıllarda enstrümantal yaklaşımların geniş bir gaz-kitle-seçilmiş iyonların kontrollü birikimi için geliştirilmiştir üzerine faz 1,4,5 yüzeyleri. İyonlar örneğin elektrosprey iyonizasyon (ESI) 10,58,59, matris destekli lazer desorpsiyon / iyonizasyon (MALDI) 21, elektron impact ionization (EI) 60,61, darbeli ark boşaltımı 62, atıl gaz yoğunlaşma 36 gibi süreçlerle üretilen , 63, 64,65 sıçratma magnetron ve lazer buharlaşma 25,66,67. Gaz-fazı iyonlarının kitle seçimi öncesinde yumuşak iniş için esas kuadropol kütle filtreleri 58,68,69, manyetik sapma cihazları 70, ve doğrusal iyon tuzağı aletleri 8,59 istihdam sağlanmıştır. Özellikle notaiyon yumuşak iniş metodoloji ble avans Aşçılar ve işçiler 71,72 ile ortam iyon yumuşak ve reaktif iniş başarılı bir şekilde uygulanması ile son zamanlarda oluştu. Bu çeşitli iyonizasyon ve kütle-seçim teknikleri kullanılarak, hipertermal yüzeyleri ile (&lt;100 eV) çok atomlu iyonları etkileşimleri daha iyi olarak iyon yumuşak iniş verimliliği ve reaktif ve reaktif saçılma rekabet süreçlerini etkileyen faktörleri anlamak amacıyla çalışmalar yapılmıştır de yüzey olarak disosiyasyona 4,73-75 bağlı. Araştırma amacıyla, iyi tanımlanmış bir model katalizörlerin hazırlanması kitlesel seçilmiş iyonları 25,34,35,56,76-81 yumuşak iniş özellikle verimli bir uygulama olmuştur. Fiziksel ve kimyasal davranış küme büyüklüğü ile doğru orantılı olarak ölçekli değildir nano kümeleri, boyut aralığı içinde, ya da kümelerden eklenmesi veya tek atomlu çıkarılması ölçüde inci etkileyebilir olduğu ortaya konmuştureir kimyasal reaktivite 82-84. Kuantum doğumdan kaynaklanan bu nano olgu, bir kusur zengin MgO yüzeyinde desteklenen sekiz altın atomlarının (Au 8) yumuşak indi kümelerinden oluşan bir model katalizör için Heiz ve işçiler 85 tarafından inandırıcı gösterilmiştir. Çeşitli ek çalışmalar yüzeylerde 34,77,86,87 desteklenen kümelerin boyutu bağımlı reaktivite kanıt sağladı. Ayrıca, yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobu görüntüleri on 88 ve 89 atomları elli beş kadar az ihtiva kümeleri demir oksitler üzerinde desteklenen toplu sentez altın katalizörlerin üstün aktivitesi için büyük ölçüde sorumlu olabileceğini göstermektedir. Kütle seçilen iyonlarının yumuşak inişi istihdam, bu yaygın ve destek malzemesi yüzeyinde 90-92 daha büyük yapılarına aglomerat olmayan boyut seçimine kümeleri ve nanopartiküllerin kararlı diziler hazırlamak mümkündür. Bu önceki çalışmalar göstermektedir ki sürekliliğinden ilegeliştirme ing, kitle seçilmiş kümeler ve nanopartiküller yumuşak iniş yüzeylerde genişletilmiş dizide de aynı kümelenme ve nanopartiküller çok sayıda acil davranışını istismar derece aktif heterojen katalizörlerin oluşturulması için çok yönlü bir teknik haline gelebilir. Bu son derece iyi tanımlanmış sistemleri, küme boyutu, morfolojisi, temel kompozisyon ve yüzey kapsama etkisi katalitik aktivite, seçicilik ve dayanıklılık gibi nasıl kritik parametreleri anlamak için araştırma amaçlı kullanılabilir. Tipik olarak çözelti fazlı homojen katalizörler kullanılır Organometalik kompleksler, aynı zamanda kütle seçilen iyonlar 56,80,81 yumuşak iniş yoluyla yüzeyler üzerinde hareketsizleştirilebilir. Hibrid organik-inorganik malzemeleri üretmek için katı desteklere iyonik metal-ligand kompleksleri takılması şu kataliz ve yüzey bilim çevrelerinin 93 araştırma aktif bir alandır. Genel amacı yüksek elde etmektirkatalizörler ve çözelti içinde kalan tepkenler ürünlerin daha kolay ayrılmasını kolaylaştırmaktadır çözelti faz metal-ligand kompleksleri, istenen ürün doğru seçiciliği. Bu şekilde, yüzey organometalik kompleksler, homojen ve heterojen katalizörler hem de yarar hareketsiz. Ayrıca, güçlü yüzey immobilizasyon 94 elde ederken muhafaza ya da aktif metal merkezi etrafında, organik ligand bir ortam geliştirmek mümkündür, uygun bir alt-tabaka seçimi yoluyla. Altın kendini monte tek katmanlı yüzeyler (SAMs), bu nedenle, kütle-seçilmiş iyonları 95 yumuşak iniş yoluyla yüzeylere organometalik komplekslerini cepheye fizibilitesini araştırmak için ideal bir sistem farklı fonksiyonel gruplar bir dizi ile sonlandırıldı ve vardır olabilir. Ayrıca, bu tür atmosfer basıncı termal desorpsiyon iyonizasyon (APTDI) iyonlaşma yöntemler gaz fazı karma metal inorganik kompleksleri elde etmek üzere, daha önce ortaya konmuşturçözelti 96 sentez yoluyla erişilebilir olmadığını. Benzer şekilde, bu tür manyetik alanda sıçratma 65, gaz toplama 63 ve lazer buharlaşma 66 gibi non-termal kinetik sınırlı sentez ve iyonizasyon teknikleri de desteklenen yeni inorganik kümeleri ve nanopartiküllere çok yönlü bir rota sağlamak için iyon yumuşak iniş enstrümantasyon ile birlikte olabilir yüzeyler. Malzemelerin hazırlanması için gelişmiş bir teknoloji haline kütle seçilen iyonlarının yumuşak inişi gelişmeye amacıyla, bilgi analitik yöntemler yerleştirilmesi sırasında ve sonrasında yüzeylerinin kimyasal ve fiziksel özelliklerini araştırmak için yumuşak iniş aletler ile bağlanmış olması önemlidir iyonları. Bugüne kadar, teknik çok sayıda ikincil iyon kütle spektrometrisi (SIMS) 19,97-100, sıcaklık programlı desorpsiyonu ve reaksiyon 50,52, lazer desorpsiyon iyonizasyon ve 1 de dahil olmak üzere, bu amaçla uygulanmıştır01, darbeli moleküler ışın reaksiyon 102, kızılötesi spektroskopi (FTIR ve Raman) 98103104, yüzey Raman spektroskopisi 103.105, kavite zil susturma spektroskopisi 106, x-ray fotoelektron spektroskopisi 35107, taramalı tünelleme mikroskobu 33,108-111, atomik kuvvet mikroskobu 112-114 ve transmisyon elektron mikroskobu 39. Bununla birlikte, en doğru hazırlanabilir ya da iyon yumuşak iniş ile satıhları değişikliğe tabî karakterize etmek için, bu analiz laboratuarda çevreye substratın maruz kalmayan yerinde yapılması çok önemlidir. Yerinde yapılan önceki analizler, zaman 37,38,115,116 üzerinde yumuşak iniş iyonlarının iyonik ücretten düşürülmesi gibi olayların içgörü sağladı, yumuşak desorpsiyon yüzeyler 52 iyonları indi, verimlilik ve iyon reaktif iniş 14,81 kinetik enerji bağımlılığı ve boyut etkisiüzerine bırakılır kümeleri ve nanopartiküllerin katalitik aktivitesinin 117 yüzeyleri. Örnek olarak, laboratuarımızda, sistematik olarak farklı SAMs 3 yüzeylerinde protonlanmış peptitlerin şarj azalma kinetik inceledik. Bu deneyler bağlanmış özel bir yumuşak iniş alet ile yapıldı, bir Fourier sırasında ve iyonların 97 yumuşak iniş sonrasında yüzeyler in situ analizi sağlar iyon siklotron rezonans sekonder iyon kütle spektrometresi (FT-ICR-SIMS) dönüşümü. Bu analitik yetenekleri üzerine genişletmek için, başka bir enstrüman IRRAS 104 kullanarak yüzeylere yumuşak indi iyonların yerinde karakterizasyonu sağlayan inşa edilmiştir. Kompleks iyonların ve yüzey tabakaları yapı değişiklikleri sırasında ve yumuşak iniş 12 sonra her ikisi de gerçek zamanlı olarak izlenebilir olarak bu yüzey duyarlı kızılötesi tekniği yanı sıra bağ oluşumunu ve imha işlemleri sağlar. Örneğin, IRRAS kullanılarak olduiyon yumuşak iniş kovalent N-hidroksisüksinimidil ester işlevselleştirilmiş SAMs 13,14 kitle seçilmiş bir peptidler immobilize etmek için kullanılabilir olduğunu göstermiştir. Bu yazıda, in situ TOF-SIMS, FT-ICR-SIMS in için tasarlanmıştır Pacific Northwest National Laboratory bulunan üç benzersiz özel yapılmış araçların yeteneklerini göstermek, ve kitle seçilmiş iyonları yumuşak iniş yoluyla üretilen yüzeylerde IRRAS analizi yüzeylere. Temsili bir sistem olarak, biz hareketsizleştiriîmiş organometalik kompleksleri hazırlamak için kitle seçilen organometalik rutenyum tris (bipiridin) dications yumuşak iniş için sonuçlar [Ru (bpy) 3] 2 + karbonik asit üzerine sonlandırıldı SAMs (COOH-SAMs) sunuyoruz. Bu yerinde TOF-SIMS sadece önceden olabilir reaktif ara dahil olmak üzere düşük bolluk türlerinin tanımlanmasını kolaylaştıran son derece yüksek hassasiyet ve geniş dinamik aralık genel avantajlar sunduğunu gösterilmiştiryüzeyler üzerinde kısa bir süre için gönderdi. TOF-SIMS de önce yumuşak iniş için gaz fazında, bir organometalik iyonunun bir ligandın kaldırılması, yüzeyler üzerinde immobilizasyon doğru verimliliğini ve gaz moleküllerinin yönelik kimyasal reaktivite nasıl etkilediğini görmemizi sağlar. In situ IRRAS etkileyebilir yüklü metal merkezleri, çevreleyen organik ligandların yapısı problar ise FT-ICR-SIMS yerinde kullanılarak tamamlayıcı karakterizasyonu yük azaltma, nötralizasyon ve yüzeydeki çift yüklü iyonların kinetik desorpsiyonu içine bilgiler sağlar Elektronik özellikler ve hareketsizleştirilmiş iyonların reaktivite. Toplu olarak, Sims ve IRRAS ile in situ analizi ile birlikte kitlesel seçilmiş iyonlarının yumuşak iniş iyi tanımlanmış türlerin ve bilimsel çalışmaların geniş bir aralığı için etkileri yüzeyleri arasındaki etkileşimler hakkında fikir sağladığını gösterir.

<table><tbody><tr><td>Silikon Yüzeyler Üzerinde Altın 1 cm2</td><td>Platypus Technologies</td><td>Au.1000.SL1custom</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Silikon Yüzeyler Üzerinde Altın 4.8 mm çaplı dairesel</td><td>SPI Malzemeleri</td><td>4176GSW-AB&</td><td>nbsp;</td></tr><tr><td>Cam Sintilasyon Şişeleri</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-337-14</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>denatüre edilmemiş Etanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>459836-1L</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Ultraviyole Temizleyici</td><td>Boekel Scientific</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>16-Merkaptoheksadekanoik Asit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>448303-5G</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Hidroklorik Asit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320331-500ML</td> <td>& nbsp;</td></tr><tr><td>Alüminyum Folyo</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z185140-1EA&</td><td>nbsp;</td></tr><tr><td>Metal Forseps/Cımbız</td><td>Wiha</td><td>49185</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Nitril Eldiven</td><td>Fisher Scientific</td><td>S66383</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Tris(2,2&asal;-bipiridin)diklororutenyum(II) heksahidrat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>224758-1G</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Metanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>322415-1L</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>1 ml Gaz Geçirmez Cam Şırınga</td><td>Hamilton</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Şırınga Pompası</td><td>KD Scientific</td><td>100</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>360 & #956; m ID Sigortalı Silika Kılcal</td><td>Polimikro Teknolojileri</td><td>TSP075375</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Yüksek Dirençli Elektrometre</td><td>Keithley</td><td>6517A</td> <td>ve nbsp;</td></tr><tr><td>Ticari TOF-SIMS Enstrüman</td><td>Fiziksel Elektronik</td><td>TRIFT</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Ultra Yüksek Saflıkta Oksijen</td><td>Matheson</td><td>G1979175</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Araştırma Saflığı Etilen</td><td>Matheson</td><td>G2250178</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Sezyum İyon Kaynağı</td><td>Isı Dalgası Laboratuvarları</td><td>101502</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Ticari FTIR Spektrometresi</td><td>Bruker</td><td>Vertex 70</td><td>&nbsp;</td></tr></tbody></table>

kütle-seçilen İyonlar yumuşak İniş hazırlayan İyi tanımlanmış yüzeyler yerinde sims ve ir spektroskopisi

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

Yüzeyleri üzerine kütle seçilen iyonlarının yumuşak iniş alışılmış sentez teknikleri kullanılarak erişilemez olan malzemelerin yüksek oranda kontrollü hazırlanması için güçlü bir yaklaşımdır. İkincil iyon kütle spektrometresi (SIMS) ve infrared yansıma soğurma spektroskopisi (IRRAS) kullanılarak yerinde karakterizasyonu ile yumuşak iniş birleştirilmesi temiz vakum koşulları altında iyi tanımlanmış yüzeylerin analizi sağlar. Laboratuvarımızda yapılan üç yumuşak iniş araçların yetenekleri kitle seçilen rutenyum tris yumuşak iniş (bipiridin) dications tarafından hazırlanan yüzeye bağlı organometaliklerin temsilcisi sistemi için gösterilmiştir, [Ru (bpy) 3] 2 + (bpy = bipiridin), üzerine asit.) altın (COOH-SAMs kendini monte tek tabaka yüzeyleri sonlandırılmış yerinde time-of-flight (TOF In)-SIMS yumuşak indi iyonların reaktivitesi içgörü sağlar. Buna ek olarak, yük azalma kinetiği, nötralizasyon ve desorpsiyon sırasında ve iyon yumuşak iniş iyonsiklotron rezonans (FT-ICR)-SIMS ölçümleri dönüşümü yerinde Fourier kullanılarak çalışılmıştır sonra hem COOH-SAM gerçekleşiyor. yerinde IRRAS yılında deneyler metal merkezlerini çevreleyen organik ligandların yapısı nasıl içgörü sağlayabilir COOH-SAM üzerinde organometalik iyonların immobilizasyon yoluyla tedirgin yumuşak iniş tarafından yüzeyleri. Toplu olarak, üç araçlar yüzeyleri üzerinde desteklenen ve iyi tanımlanmış türlerin kimyasal bileşimi, reaktivite ve yapısı ile ilgili tamamlayıcı bilgi sağlar.

1.. Situ TOF-SIMS In kullanma COOH-SAMs on Ru reaktivitesini (bpy) 2 + 3 Araştırılması Işlevselleştirilmiş SAMs üzerine kütle seçilen organometalik iyonlarının yumuşak iniş ilk kez maruz kaldıktan sonra çökelen iyonlar ve tek tek moleküller mono tabakaları, hem de kimyasal reaksiyonların herhangi bir ürün arasında oluşan adüktlerinin saptanması doğru en yüksek duyarlılığı temin etmek üzere in situ TOF-SIMS kullanarak görüntülenmiştir Re...

Yüzeylere kitle seçilmiş iyonları yumuşak iniş yeni malzemelerin son derece kontrollü hazırlanması için güçlü bir yaklaşımdır. Yerinde ikincil iyon kütle spektrometresi (SIMS) ve infrared yansıma absorpsiyon spektroskopisi (IRRAS) Yazan analizi ile birleştiğinde, yumuşak iniş yüzeyler ile iyi tanımlanmış türlerin etkileşimleri içine görülmemiş anlayışlar sağlar.

Kütle-Seçilen İyonlar Yumuşak İniş Hazırlayan İyi tanımlanmış Yüzeyler Yerinde SIMS ve IR spektroskopisi

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

Aşağıdaki deneyin genel amacı, yapı-reaktivite ilişkilerinin ve iyon-yüzey etkileşimlerinin NC-AFM ve IR spektroskopi tekniklerinin bir kombinasyonu kullanılarak karakterize edilebilmesi için yüzeylerde son derece saf ve kesin olarak tanımlanmış organometalik moleküller hazırlamaktır. Bu işlem, öncelikle organometalik bileşiğin metanol içinde bir çözeltisinin hazırlanması ve bir elektrospray iyonizasyon kaynağına enjekte edilmek üzere bir şırınga pompasına yüklenmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım olarak, soft landing cihazının yüksek basınçlı kaynak bölgesinde çarpışma ile tetiklenen birleşme (collision induced association) işlemi uygulanır; bu işlem, çift yüklü rutenyum tris-pirin iyonlarının her birinden bir pirin ligandını uzaklaştırarak yüksek derecede reaktif, düşük koordinasyonlu, çift yüklü rutenyum bis-pirin iyonları oluşturur.Ardından, istenmeyen türlerden, çözücü moleküllerinden veya karşı iyonlardan herhangi bir kontaminasyon olmadan yüzeye bağlı organometalik iyonlar hazırlamak amacıyla, dörtlü kütle filtresi kullanılarak kütle seçimi ve ardından yumuşak iniş (soft landing) gerçekleştirilir; yüzeylerin NNC karakterizasyonu için Sims ve Eris kullanılır. Sonuçlar, kütl

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Lazer ablasyon elektrosprey iyonizasyon (LAESI) kütle spektrometresi bir atmosferik basınçlı iyon kaynağı. Görüntüleme modunda, orta-kızılötesi lazer probları bir doku bölüm veya bir biyofilm boyunca moleküllerin dağılımları. Bu teknik, doğal deneysel koşullar altında yürütülen çeşitli biyoanalitik çalışmalar için yeni bir yaklaşım sunuyor.

Atmosferik basınç Moleküler Görüntüleme LAESI Kütle Spektrometresi Biyolojik Dokular ve Biyofilmler

Desorpsiyon elektrosprey iyonizasyon kütle spektrometresi (DESI-MS) biyolojik dokular dahil olmak üzere örnekler, minimum numune hazırlama ile görüntülenebilir hangi bir ortam yöntemdir. Iyonizasyon probu aşağıdaki örnek rastering tarafından, bu sprey tabanlı teknik doku bölümleri içinde ilgi moleküler özellikleri ayırt etmek yeterli uzaysal çözünürlüğü sağlar.

Desorpsiyon Elektrosprey İyonizasyon Kütle Spektrometresi ile Biyolojik Dokuların Görüntüleme

Bu işlem, bir sulu çözelti içinde, protein biyomoleküllerin yerinde time-of-flight sekonder iyon kitle spektrometrisi analizi için bir mikrokanal sıvı kullanım ve numune girişi için bir protokol sunulur.

SALVI ve TOF-SIMS tarafından Su Sönmüş Proteinlerin In Situ Karakterizasyonu içinde

Burada, MS analizi için minyatür çok işlevli bir cihaz olan tek probu kullanarak hem dokuların ortam kütle spektrometresi görüntülemesini (MSI) hem de yerinde canlı tek hücreli MS (SCMS) analizini gerçekleştirmek için protokoller sunuyoruz.

Tek prob Uygulamalar: Ortam Koşullarında Kütle Spektrometre Görüntüleme ve Tek Hücre Analizi

Bu makale bir biyofilm in situ uçuş zaman ikincil iyon kütle spektrometresi sulu durumda, kimyasal eşleştirmesi bir mikrosıvısal reaktör, sıvı vakum arabirimi analiz için sistemi tarafından etkinleştirilmiş için için büyüyen bir yöntem sunar. Shewanella Corynebacterium Bay-1 yeşil Floresans protein ile bir model olarak kullanıldı.

Situ Shewanella Corynebacterium MR1 biyofilmler SALVI ve ToF-SIMS tarafından karakterizasyonu

Hava maruz kalan bir numune ile karşılaştırıldığında bir tuz çözeltisine maruz kaldıktan sonra alüminyum alaşımın Metal boya arayüzünde kimyasal haritalama ve korozyon morfolojisi göstermek için uçuş süresi ikincil iyon kütle spektrometresi uygulanır.

Uçuş süresi Ikincil Iyon kütle spektrometresi kullanılarak metal-Paint arayüzünde görüntüleme korozyon

Polikristalin katıların yüzey özelliklerinin araştırılmasında FTIR spektroskopisi kullanımı açıklanmıştır. Örnek peletlerin hazırlanması, aktivasyon prosedürleri, prob molekülleri ile karakterizasyonu ve CO2 adsorpsiyon model çalışmaları tartışılmıştır.

In situ Gaz/Katı Etkileşiminin Araştırılmasında Bir Araç Olarak FTIR Spektroskopisi: UiO-66 Metal-Organik Çerçevede Suyla Geliştirilmiş CO2 Adsorpsiyonu

Nötr SO2 kümeleri düşük kinetik enerji (&lt; 0.8 eV/constituent) bir iyon kapanı kütle spektrometresi kullanılarak kütle spektrometresi ile daha fazla analiz için peptidler veya lipidler gibi karmaşık yüzey moleküllerini desorb için kullanılır. Özel bir numune hazırlama gerekli değildir ve reaksiyonların gerçek zamanlı gözlemi mümkündür.

Kümelenme Sonucu Desorpsiyon/İyonlaşma Kütle Spektrometresi Yoluyla Karmaşık Moleküllerin ve Yüzeylerdeki Reaksiyonlarının Analizi

Bir boya-sensitize güneş pili RTLs tarafından solvated oldu; optimize edilmiş ampirik potansiyeller kullanılarak, titreşim özelliklerini hesaplamak için moleküler dinamik simülasyonu uygulanmıştır. Elde edilen titreşim spektrumları deney ve ab initio moleküler dinamikleri ile karşılaştırıldı; çeşitli ampirik potansiyel spektrumlar iyonik sıvının kısmi yük parametreizasyonunun titreşimsel spektrum tahminini nasıl etkilediğini gösterir.

Bir Oda Sıcaklığı iyonik Sıvı ile solvated Ampirik-Potansiyel Moleküler Dinamiksimülasyon bir N719-Kromofor / Titania Arayüzü Titreşimsel Spectra

Sunulan yöntem, ikincil iyon kütle spektrometrisi ile ilgili ölçüm artefaktlarının nasıl tanımlanacağını ve çözüleceğini ve ayrıca katı hal malzemelerindeki safsızlıkların/katkı maddelerinin gerçekçi 3D dağılımlarının nasıl elde edileceğini açıklar.

İkincil İyon Kütle Spektrometrisi Kullanılarak Ayrılmış Safsızlıkların 3D Derinlik Profili Rekonstrüksiyonu

Yüzey analizi için nanopartiküllerin hazırlanması için bir dizi farklı prosedür sunulmaktadır (damla dökümü, spin kaplama, tozlardan biriktirme ve kriyofixation). Her yöntemin zorluklarını, fırsatlarını ve olası uygulamalarını, özellikle farklı hazırlama yöntemlerinin neden olduğu yüzey özelliklerindeki değişikliklerle ilgili olarak tartışıyoruz.

ToF-SIMS ve XPS Analizi için Nanopartiküllerin Hazırlanması

Keşfedin kütle-seçilen iyonların yumuşak iniş yöntemiyle yüzeylerde yüksek saflıkta organometalik moleküller hazırlamayı. SIMS ve IR spektroskopisi ile iyon-yüzey etkileşimlerini karakterize edin.

Kütle-Seçilen İyonlar Yumuşak İniş Hazırlayan İyi tanımlanmış Yüzeyler Yerinde SIMS ve IR spektroskopisi

Daha fazla video keşfet