लेजर डायोड तापीय अवशोषण

लेजर डायोड थर्मल डिसोर्प्शन (एलडीटीडी) एक आयनीकरण तकनीक है जिसे वायुमंडलीय दबाव रासायनिक आयनीकरण (एपीसीआई) के साथ नमूनों का विश्लेषण करने के लिए मास स्पेक्ट्रोमेट्री से जोड़ा जाता है। यह एनालिटिक्स को थर्मली डिसोर्ब करने के लिए एक लेज़र का उपयोग करता है जो स्टेनलेस स्टील शीट सैंपल होल्डर पर जमा होता है, जिसे लेज़वेल कहा जाता है एलडीटीडी और एपीसीआई के युग्मन को एक मृदु-आयनीकरण तकनीक माना जाता है। एलडीटीडी-एपीसीआई के साथ, फोरेंसिक, फार्मास्यूटिकल्स, पर्यावरण, भोजन और नैदानिक ​​अध्ययन में प्रारूप का विश्लेषण करना संभव है, एलडीटीडी 0 और 1200 Da के बीच छोटे अणुओं और साइक्लोस्पोरिन जैसे कुछ पेप्टाइड्स के लिए उपयुक्त है।

इतिहास
2005 में, मास स्पेक्ट्रोमेट्री के लिए एलडीटीडी आयन स्रोत के लिए कनाडा के क्यूबेक से फाइट्रोनिक्स टेक्नोलॉजीज इंक द्वारा एक पेटेंट दायर किया गया था। 2016 में, उसी तकनीक पर आधारित लक्सन आयन सोर्स को मार्केट में लाया गया।

संचालन का सिद्धांत
नमूना तैयार करने के 1 और 10 μL के बीच के एक विभाज्य को एक पिपेट के साथ धातु नमूना धारक के कुएं में जमा किया जाता है और कमरे के तापमान और 40 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान पर सुखाया जाता है। नमूना के पूरी तरह से सूख जाने के बाद, नमूना धारक को आयन स्रोत में डाला जाता है। डिसोर्प्शन इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण (DESI), वास्तविक समय में प्रत्यक्ष विश्लेषण (DART), और मैट्रिक्स-असिस्टेड लेजर डिसोर्प्शन/आयोनाइजेशन (MALDI) की तुलना में, जहां बूंदें, गैस या लेजर नमूने के सीधे संपर्क में आते हैं, धातु की सतह के माध्यम से LDTD गर्मी हस्तांतरण पर निर्भर करता है। इन्फ्रारेड लेजर डायोड ऐरे (980 एनएम) को प्रारूप धारक के पिछले भाग को गर्म करने के लिए समतल किया जाता है, जिससे अणुओं का विशोषण होता है। गैस-चरण तटस्थ अणुओं को स्थानांतरण ट्यूब के माध्यम से ले जाया जाता है, जिसे वायवीय और क्रमिक रूप से प्रत्येक कुएं में डाला जाता है, वायुमंडलीय दबाव आयनीकरण से निकलने के लिए वाहक गैस के साथ कोरोना डिस्चार्ज क्षेत्र में डिटेक्टर द्वारा मापे जाने वाले प्रवेश के माध्यम से आयन मास स्पेक्ट्रोमीटर में प्रवेश करते हैं। इस पूर्ण प्रक्रिया में लेज़र पैटर्न और उपयोगकर्ता द्वारा बनाई गई विधि के आधार पर 0.7 से 10 सेकंड का समय लगता है। उपयोग की जाने वाली वाहक गैस संपीड़ित वायु है जिसमें अणुओं को कुशलतापूर्वक प्रोटोनेट करने में सक्षम होने के लिए 3 और 1800 पीपीएम के मध्य पानी की सांद्रता होती है। मास स्पेक्ट्रोमीटर के सॉफ़्टवेयर-नियंत्रित मापदंडों को जोड़कर, उच्च संवेदनशीलता या प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता प्राप्त करने के लिए तीन अन्य मापदंडों को भिन्न किया जा सकता है: वाहक गैस प्रवाह, लेजर शक्ति, और लेजर ग्रेडिएंट हैं। विश्लेषण का महत्वपूर्ण भाग प्रारूप तैयार करना (विश्लेषणात्मक रसायन) भी है। एलडीटीडी के साथ उपयोग किए जाने वाले सबसे सरल प्रारूप तैयार करने की विधियाँ तरल-निष्कर्षण (LLE), प्रोटीन अवक्षेपण, ठोस चरण निष्कर्षण (एसपीई) या तनुकरण हैं।

आयनीकरण तंत्र
चूंकि एलडीटीडी हमेशा एपीसीआई से जुड़ा होता है, वही आयनीकरण तंत्र होता है। मुख्य अंतर यह है कि कोई विलायक या गतिशील चरण उपलब्ध नहीं है और प्रोटॉन वाहक गैस की जल सामग्री से आते हैं। 3 और 1800 पीपीएम के बीच पानी की सांद्रता की संस्तुत की जाती है।

आयनीकरण ऋणात्मक या धनात्मक मोड में किया जा सकता है।

कुछ अनुप्रयोगों में, जैसे कि पूरे रक्त में टैक्रोलिमस का विश्लेषण, आयनीकरण प्रक्रिया को संशोधित करने के लिए वाहक गैस में अमोनियम हाइड्रॉक्साइड जोड़ा जाता है।

प्रारूप धारक
जिन नमूना धारकों को एलडीटीडी आयन स्रोतों में डाला जा सकता है, उन्हें लेज़वेल नाम दिया गया है और इन्हें विशेष रूप से 96, 384, या 1536-वेल प्लेटें डिज़ाइन किया गया है। विश्लेषण किए जा रहे अणुओं के आधार पर विभिन्न कोटिंग्स लागू की जा सकती है। हेक्सागोनल कुएं का आकार इष्टतम अवशोषण के लिए लेजर के पथ में नमूने को केंद्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

लाभ
चूंकि कोई विलायक या मोबाइल चरण प्रारूप नहीं लेता है, इसलिए इस तकनीक को अत्यधिक कुशल प्रोटोनेशन और आयनिक दमन के लिए स्थिर प्रतिरोध की विशेषता है। तथ्य यह है कि कोई भी सुई प्रारूप को नहीं छूती है, प्लेट के विभिन्न कुओं के मध्य कैरी ओवर को समाप्त करने का लाभ जोड़ता है। यह तकनीक पारंपरिक एलसी-एमएस उपयोगकर्ताओं के लिए भी उत्तम विकल्प है क्योंकि परिणाम तरल क्रोमैटोग्राफी के समान शिखर आकार देते हैं और यह विश्लेषण के समय को अधिक कम कर देता है। यह कम मात्रा में प्रारूप का भी उपयोग करता है, जो उन अनुप्रयोगों में संपत्ति है जहां उपलब्ध प्रारूप मात्रा सीमित है या प्राप्त करना कठिन है। इसके अतिरिक्त, इसे एलसी-एमएस/एमएस का पर्यावरण के अनुकूल विकल्प माना जाता है।

आयन स्रोत, एलडीटीडी और लक्सॉन आयन स्रोत, अपने अनुकूलित स्रोत आवास के साथ विभिन्न मास स्पेक्ट्रोमीटर से जुड़े हो सकते हैं, जो कई निर्माताओं के लिए उपलब्ध हैं, जैसे ट्रिपल क्वाड्रुपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर, और ऑर्बिट्रप मास स्पेक्ट्रोमीटर है।

नकारात्मक पक्ष यह है, चूंकि कोई क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण नहीं किया गया है, आइसोबैरिक यौगिकों से आने वाला हस्तक्षेप भारी चार्ज वाले मैट्रिक्स में हो सकता है। इन हस्तक्षेपों को समाप्त करने के लिए विभेदक आयन गतिशीलता स्पेक्ट्रोमेट्री-मास (डीएमएस-एमएस) या उच्च-रिज़ॉल्यूशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एचआरएमएस) का उपयोग एलडीटीडी के साथ मिलकर किया जा सकता है।

हानि
जबकि इसके लिए केवल थोड़ी मात्रा में प्रारूप की आवश्यकता होती है, इस तकनीक के परिणामस्वरूप वह प्रारूप नष्ट हो जाता है। आवश्यक मैनुअल प्रारूप रखने से प्राप्त परिणामों में भिन्नता हो सकती है। इस तकनीक का उपयोग करके किसी प्रयोग के भीतर विधियों को डिजाइन करते समय सावधानी करनी चाहिए क्योंकि क्रोमैटोग्राफी की कमी आइसोमर्स का विश्लेषण करने में असमर्थता का कारण बन सकती है।