Thermal ionization mass spectrometry
ಥರ್ಮಲ್ ಅಯಾನೀಕರಣ ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ (ಟಿಐಎಂಎಸ್) ಅನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈ ಅಯಾನೀಕರಣ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಐಸೊಟೋಪ್ ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ರೇಡಿಯೋನ್ಯೂಕ್ಲೈಡ್ಗಳ ಐಸೊಟೋಪಿಕ್ ಅನುಪಾತಗಳನ್ನು ಮಾದರಿಯ ಮೂಲಭೂತ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ನಿಖರವಾದ ಮಾಪನವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾದರಿಯ ಏಕೈಕ ಆವೇಶದ ಅಯಾನುಗಳು ಉಷ್ಣ ಅಯಾನೀಕರಣ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿದ ದ್ರವದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಲೋಹದ ತಂತುಗಳ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅದನ್ನು ದ್ರಾವಕವನ್ನು ಆವಿಯಾಗಿಸಲು ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿದ ಮಾದರಿಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದನ್ನು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲು ಸಾಕಷ್ಟು ತಂತುಗಳನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ನಂತರ ಮಾದರಿಯ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಅಯಾನೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ ಅನುಪಾತದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಟಿಐಎಂಎಸ್ ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ವಲಯದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ವಿಶ್ಲೇಷಕವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಅಯಾನುಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ನಿಂದ ವೇಗವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಮಸೂರಗಳಿಂದ ಕಿರಣದ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಅಯಾನು ಕಿರಣವು ನಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಅಯಾನ್ನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ/ಚಾರ್ಜ್ ಅನುಪಾತದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಅಯಾನು ಕಿರಣಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮೂಹ-ಪರಿಹರಿಸಿದ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ನಂತರ ಐಸೊಟೋಪಿಕ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಯಾನೀಕರಣದ ಮೂಲ ಬಳಸಿದ ತಂತುಗಳನ್ನು ಟ್ಯಾಂಟಲಮ್ (ಟಿಎ), ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ (ಡಬ್ಲ್ಯೂ), ಪ್ಲಾಟಿನಂ (ಪಿಟಿ) ಅಥವಾ ರೀನಿಯಂ (ಆರ್ಇ) ನಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ, ಟಿಐಎಂಎಸ್ನಲ್ಲಿ ಎರಡು ತಂತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ತಂತು ಮಾದರಿಯದ್ದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಮಾದರಿ ತಂತು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರವ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಮಾದರಿ ತಂತುಗಳ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅದನ್ನು ಆವಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ತರುವಾಯ, ಈ ಆವಿಯಾದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಳು ಅಯಾನೀಕರಣ ತಂತು ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಇತರ ತಂತುಗಳ ಮೇಲೆ ಇಳಿಯುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದು ಅಯಾನೀಕರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಏಕ ತಂತು ವಿಧಾನವೂ ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ಮಾದರಿಯು ಆವಿಯಾದ ನಂತರ, ವಿಶ್ಲೇಷಕಗಳು ಅಯಾನೀಕರಿಸಲು ಅದೇ ತಂತುಗಳ ಮೇಲೆ ಮತ್ತೆ ನೆಲೆಗೊಳ್ಳಬಹುದು. ಟ್ರಿಪಲ್ ಫಿಲಾಮೆಂಟ್ ಅಥವಾ ಮಲ್ಟಿಫಿಲಾಮೆಂಟ್ ಸೆಟಪ್ನ ಬಳಕೆಯು ಅಯಾನೀಕರಣ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬೇಕಾದ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಅಯಾನೀಕರಣದ ದರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ತಂತುಗಳನ್ನು ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಲೋಡ್ ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಅಂಶದ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಂತುಗಳ ಅಯಾನೀಕರಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಯಾನೀಕರಣ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒಟ್ಟು ಇಳುವರಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಪಿಬಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ ಸಿಲಿಕಾ ಜೆಲ್/ಫಾಸ್ಪರಿಕ್ ಆಮ್ಲವಾಗಿದೆ. ತಂತುಗಳು ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ, ಅದು 400-2300 °C ಯಿಂದ ಎಲ್ಲಿಯಾದರೂ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಲುಪಬಹುದು. ತಂತುಗಳಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಹಾನಿಯಾಗುವುದನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟುವ ಸಲುವಾಗಿ, ಅವುಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 10 ರಿಂದ 20 ತಂತು ಜೋಡಣೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಏರಿಳಿಕೆ ಮಾದರಿಯ ಗೋಪುರಕ್ಕೆ ದೃಢವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆವಿಯಾಗುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಸಂಕೇತಗಳು ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ಐಸೊಟೋಪಿಕ್ ವಿಭಜನೆಗೆ ಬದಲಾಗಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉತ್ತಮ ಅಯಾನೀಕರಣ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಅಯಾನೀಕರಣ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಹೊರಸೂಸುವ ಅಯಾನುಗಳು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯುತ ಹರಡುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಏಕ-ಕೇಂದ್ರಿತ ಕಾಂತೀಯ ವಲಯದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ವಿಶ್ಲೇಷಕ ಅಥವಾ ಕ್ವಾಡ್ರುಪೋಲ್ಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಟಿಐಎಂಎಸ್ಗೆ ಬಳಸಲಾಗುವ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಶೋಧಕಗಳೆಂದರೆ ಫ್ಯಾರಡೆ ಕಪ್, ಡಾಲಿ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೈಯರ್. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ, ಟಿಐ ಅಯಾನು ಮೂಲಗಳನ್ನು ಬಹು ಸಂಗ್ರಾಹಕ (ಎಂಸಿ) ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ಅಯಾನೀಕರಣ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಬಿಸಿ ತಂತು ದ್ರವ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದಾಗ, ಮಾದರಿಯೊಳಗಿನ ಫರ್ಮಿ ಮಟ್ಟವು ಲೋಹದೊಂದಿಗೆ ಸಮಾನತೆಯನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, ಇದು ಮಾದರಿಯು ಲೋಹದ ತಂತುಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಸುರಂಗ ಮಾಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಂಡ ಮಾದರಿಗಳಿಂದ ಧನಾತ್ಮಕ ಅಯಾನುಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಈ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಋಣಾತ್ಮಕ ಅಯಾನುಗಳ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ತರುವಾಯ, ಎರಡು ರೀತಿಯ ಉಷ್ಣ ಅಯಾನೀಕರಣಗಳಿವೆ. ಒಂದು ಧನಾತ್ಮಕ ಉಷ್ಣ ಅಯಾನೀಕರಣ (ಪಿ-ಟಿಐ) ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯದು ಋಣಾತ್ಮಕ ಉಷ್ಣ ಅಯಾನೀಕರಣ (ಎನ್-ಟಿಐ). ಅಯಾನುಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಹಾ ಅಯಾನೀಕರಣ ಸಮೀಕರಣ ಅಥವಾ ಸಾಹಾ-ಲಾಂಗ್ಮುಯಿರ್ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ನಿಯತಾಂಕ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಐಸೊಟೋಪ್ ಅನುಪಾತದ ಮಾಪನ ವಿವಿಧ ಐಸೊಟೋಪ್ಗಳ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸಮೃದ್ಧಿಯನ್ನು ನಂತರ ವಿವಿಧ ಐಸೊಟೋಪ್ಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸಲು, ರೇಡಿಯೋಜೆನಿಕ್ ಅಲ್ಲದ ಐಸೊಟೋಪ್ಗಳ ವಿವಿಧ ಜಲಾಶಯಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಯಾಣಿಸಲು ಮತ್ತು ರೇಡಿಯೋಜೆನಿಕ್ ಡಾಟರ್ ಐಸೊಟೋಪ್ಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಸೌರವ್ಯೂಹದ ವಸ್ತುಗಳ ವಯಸ್ಸು ಅಥವಾ ಮೂಲವನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೂಲಭೂತ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಟಿಐಎಂಎಸ್ನ ಪ್ರಧಾನ ಅನ್ವಯವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಐಸೊಟೋಪಿಕ್ ಅನುಪಾತಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಅಯಾನೀಕರಣ ಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿ, ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಕೆಳಗಿನ ಎಡಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಅಂಶಗಳು ಟಿಐಎಂಎಸ್ಗೆ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾಗಿವೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಮೇಲಿನ ಬಲಭಾಗದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆಕರ್ಷಣೆಯು ಈ ಲೋಹಗಳಲ್ಲದ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ತಂತ್ರವನ್ನು ಐಸೊಟೋಪ್ ಜಿಯೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ, ಜಿಯೋಕ್ರೋನಾಲಜಿ ಮತ್ತು ಕಾಸ್ಮೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಿಟೇಟಿವ್ ಐಸೋಟೋಪ್ ಅನುಪಾತದ ತಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಐಸೋಟೋಪ್ ಡೈಲ್ಯೂಷನ್ ಥರ್ಮಲ್ ಅಯಾನೀಕರಣ ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ (ಐಡಿ-ಟಿಐಎಂಎಸ್) ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸವೆತ ಥರ್ಮಲ್ ಅಯಾನೀಕರಣ ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ (ಸಿಎ-ಟಿಐಎಂಎಸ್) ಸೇರಿವೆ. ಐಸೋಟೋಪ್ ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಟಿಐಎಂಎಸ್ನಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ನಲ್ ತೀವ್ರತೆಯು ಟಿಐಎಂಎಸ್ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗಿರುವ ಮೊತ್ತಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುವುದಿಲ್ಲ. ವಯಸ್ಸಿನ ದಿನಾಂಕಕ್ಕಾಗಿ, ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ವಲಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ಗಳು ಕ್ವಾಡ್ರುಪೋಲ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ ಅಥವಾ ಕ್ವಾಡ್ರುಪೋಲ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ವಿಶ್ಲೇಷಕಕ್ಕಿಂತ ಉತ್ತಮ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಪ್ರಚೋದಕವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ಕ್ವಾಡ್ರುಪೋಲ್ ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ಗಳು ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯಿಂದ ಐಸೊಟೋಪಿಕ್ ಅನುಪಾತಗಳ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರತೆ ಎಂದರೆ ವಯಸ್ಸಿನ ಡೇಟಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಎಂದರ್ಥ. ಸಹ ನೋಡಿ ಐಸೊಟೋಪ್-ಅನುಪಾತ ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ