Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometry (SIFT-MS)는 대기 중에 있는 휘발성유기화합물을 직접 주입을 통해 실시간으로 정량, 정성 분석할 수 있는 질량분석기 입니다. 샘플 수분의 영향을 받지 않아 시료의 전처리가 필요하지 않으며, 별도의 시료농축 없이 pptv 레벨까지 분석이 가능합니다. GC/MS에서 사용하는 컬럼을 통한 물리적 분리 대신 3종의 리에이전트이온(Reagent Ion, 시약이온)의 반응을 이용한 5가지 반응메커니즘을 통해 화학적 분리를 이용함으로써 실시간 분석이 가능합니다.
| SIFT-MS 장점 - 대기중의 VOCs 실시간 정량분석 가능 - 액체시료는 Headspace법을 사용하여 분석 가능 - 다양한 VOCs를 동시에 분석 가능(아데하이드류, 아민류, 황화합물 등) - 수분 함유량이 높은 시료를 전처리 없이 분석 가능 - 누구나 사용할 수 있는 쉬운 사용방법 - 다양한 샘플 주입구 장착 가능(Headspace, Thermal Desorption, Autosampler 등) - 장비 안정성이 우수하여 적은 유지보수비 SIFT-MS는 실시간 가스분석 응용 분야에 가장 이상적인 장비입니다. 여러 산업분야에서 우수한 성능이 입증되었으며 장비에 대한 전문적인 지식을 갖추지 않은 모든 사람들이 사용할 수 있습니다. |
1. SIFT-MS 개요
1) Reagent ion 생성 및 선택
SIFT-MS의 3종의 Reagent ions(시약이온, H3O+, NO+, O2+)은 대기 중의 질소와 산소, 수분을 사용하여 Microwave Plasma 에너지를 통해 생성됩니다. 생성된 Reagent ions은 첫번째 사중극자(Quadrupole mass filter)를 통해 필터링되어 순차적으로 Flow Tube로 들어갑니다.
2) 이온화
생성된 Reagent ions은 순차적으로 Flow Tube에 주입되고 Cooling gas와 충돌하여 안정화됩니다. 안정화된 Reagent ions은 샘플과 만나 이온화 반응이 진행됩니다. Flow Tube 내에서의 유량, 온도, 압력은 일정하게 유지되며 Reagent ions의 에너지를 샘플에 전달하여 Product ions을 생성합니다.
3) 정량분석
생성된 Product ions과 반응하지 않은 과량의 Reagent ions는 두번째 사중극자(Quadrupole mass filter)를 통해 필터링됩니다. 라이브러리(Syft's compound library)에 저장되어 있는 화합물의 정보(충돌상수, 반응속도상수, 반응비율 등)를 이용하여 즉각적으로 샘플의 농도를 확인할 수 있습니다.
2. SIFT-MS 원리
1) 왜 화학적 이온화(Soft Chemical Ionization)를 사용하는가?
질량분석기의 이온화 방법 중 화학적이온화(CI)는 Reagent를 먼저 이온화 시킨 후, 생성된 Reagent ions을 이용하여 분자간의 전하이동을 통해 샘플을 이온화 시킵니다. 다른 여러 이온화 방법보다 이온화 된 후 더 낮은 에너지준위를 갖는 ion source(Air & H2O)를 사용함에 따라 적은 조각(Fragmentation)이 발생하고 모분자 형태를 유지하기 때문에 더 정확하고 빠른 분석이 가능합니다.
Ethylbenzene을 70-eV Electron Impact Ionization(in GC-MS)와 O2+ Chemical Ionization(in SIFT-MS)로 분석할 경우
2) 왜 3종류의 Reagent ions을 사용하는가?
SIFT-MS에서는 3종류의 Reagent ions을 사용합니다. H3O+, NO+, O2+
각각의 Reagent ions과 반응한 샘플들은 각기 다른 반응물을 형성합니다. 이는 Column을 사용한 물리적 분리가 아닌 화학적 분리를 이용합니다. 물리적 분리를 위해 소요되는 시간을 화학적분리를 통해 절약할 수 있습니다.
| 주요반응 메커니즘 H3O+ : proton transfer (PT) NO+ : electron transfer(ET), association, hydride abstraction O2+ : elctron transfer(ET), dissociative ET |
3) 어떻게 SIFT-MS는 높은 정확도를 확보할 수 있는가?
분석 물질의 Ionization의 정도를 조절하기 위하여 가장 중요한 요소는 Reagent ion의 에너지를 얼마나 일정하게 유지할 수 있는가입니다. 일정한 Reagent ions 에너지 제어를 통해 재현성과 product ions의 형성에 대한 신뢰성을 확보할 수 있으며 정확한 절대정량을 할 수 있습니다.
SIFT-MS는 Reagent ions의 에너지를 안정화 시키기 위하여 Cooling gas를 사용합니다. 이는 Reagent ions을 열적 안정화를 시켜 EI 및 다른 CI(PTR-MS, APCI-MS, DART)에 비해 더 효과적으로 CI반응을 조절할 수 있습니다.
| SIFT-MS에서 Cooling gas의 역할 - 시료와 만나기 전 Reagent ions과 만나 Reagent ions을 열적 안정화를 시킵니다. Reagent ions의 에너지준위가 낮아지게 되며 Product ions 형성에 있어 Fragmentation을 적게 형성하여 정확하고 예측가능한 반응을 제공하게 됩니다. - Reagent ions과 Product ions을 검출기로 이동시키기 때문에 전자기장 같은 별도의 에너지가 필요하지 않습니다. 이 또한 Fragmentation을 최소화 할 수 있으며, 시료를 모분자 형태로 유지할 수 있기때문에 시료의 정성 및 정량분석을 보다 쉽고 정확하게 할 수 있습니다. |
4) 어떻게 실시간 정량분석이 가능한가?
SIFT-MS의 Selected Ion Mode(SIM) scan은 GC-MS의 SIM scan과 같이 분석하고자 하는 물질을 선택하여 정량분석을 위해 사용합니다. SIFT-MS의 SIM scan은 특정 Reagnet ions과 Product ions을 선택하고 Detector에서 이들의 Count 값을 반복적으로 측정하게 됩니다. 이 Count값과 Syt Library에 저장되어 있는 반응속도 상수, Branch ratio, Flow Tube 내에서 측정된 Cooling gas 희석비율 등을 계산하여 실시간으로 농도 값을 모니터링 할 수 있습니다.
5) SIFT-MS의 Calibration
SIFT-MS에서 분석 대상 물질의 절대 정량은 Syft Library(반응속도 상수 및 Branch ratio 등)에 저장되어 있는 화합물의 정보를 통해 빠르고 정확하게 측정할 수 있습니다. 일반적으로 GC-MS에서 사용하는 상대 정량도 SIFT-MS에서 사용 가능하며 높은 신뢰성을 확보할 수 있습니다. Library에 없는 물질 역시 Calibration 과정을 진행하여 Library에 추가할 수 있습니다.
또한 매일 Validation을 자동으로 진행할 수 있고 이를 통해 장비의 성능을 항상 일정하게 유지할 수 있습니다.
3. SIFT-MS의 장점
1) 손쉬운 사용법
SIFT-MS 소프트웨어는 사용자 편의성을 강조하여 전문지식이 없는 사용자들도 사용하기 편합니다.
- 사용하기 쉬운 터치스크린 방식으로 누구나 쉽게 사용할 수 있습니다.
- 실시간으로 분석결과를 확인할 수 있습니다.
- 쉽게 분석대상물질을 선택하여 분석할 수 있습니다.
- 알람기능을 활용하여 특정물질이 특정농도를 넘었을 경우 경고를 확일할 수 있습니다.
또한, 전문적인 지식을 가진 사용자를 위해서 SIFT-MS 전용 분석소프트웨어(Labsyft)를 제공합니다. Labsyft는 분석 중, 분석 후 데이터 처리를 원활하게 할 수 있도록 되어있으며 Library를 추가하고 분석조건에 맞는 Method를 작성할 수 있습니다. 24시간 연속분석을 위한 Batch스케쥴을 손쉽게 작성하여 활용할 수 있습니다.
2) 원격 지원
SIFT-MS는 원격지원이 가능합니다. 방문 전 미리 장비의 문제를 체크하여 장비에 필요한 유지보수 및 문제점을 확인 할 수 있습니다. 온라인으로 처리 가능한 문제들은 원격지원으로 바로 해결할 수 있습니다.
3) 적은 유지보수
장비의 안정성이 우수하여 유지보수가 적습니다. 공기에서 시약이온을 직접 만들어 사용하고 컬럼을 사용하지 않아 유지보수에 필요한 소모품을 최소화 하였습니다.
4) 현장 및 실험실 분석
차량에 탑재한 이동실험실로 현장에서 정확하고 빠른 분석이 가능하며 시료포집 후 실험실에서도 분석이 가능합니다.
5) 넓은 응용분석
수분이 많은 시료도 전처리 없이 정확하게 문석할 수 있고 대기 모니터링 분석을 물론 의학, 제약, 식품분야도 응용이 가능합니다. 고객의 요구에 맞는 최적의 응용분석 솔루션을 제공합니다.
6) 다양한 sampling tool 장착 가능
Tedlar bag, Canister, AutoSampler, Thermal Desorption, Headspacer, Breath Inlet, Swap Inlet 등
7) 적은 Time cost와 많은 시료 처리량
빠른 분석시간을 바탕으로 많은 시료를 처리할 수 있어 Time cost를 절약할 수 있습니다.
4. 요약
SIFT-MS는 Direct mass spectrometry입니다. 정교하게 조절된 화학적이온화(Chemical Ionization, CI) 반응을 통해 VOCs 와 Inorganic gases(phosphine, silane 등)를 실시간으로 정량분석 할 수 있습니다. 빠른 분석으로 대기 농도의 변화를 실시간 모니터링 하기위한 최적의 장비입니다. 수분의 영향을 크게 받지 않아 수분을 함유한 시료 또한 전처리 없이 직접 분석할 수 있으며 대부분의 화합물을 pptv level까지 분석할 수 있습니다.
 |
Perfect Solution Provider Syft Technologies Korea 문의 : 031-705-6701 |
'SIFT-MS 소개' 카테고리의 다른 글
| SIFT-MS / SYFT TRACER / SIFTMS / 시프트 트레이서 (0) | 2023.07.24 |
|---|---|
| SIFT-MS 이동실험실/이동측정차량 (0) | 2021.04.06 |
| SIFT-MS 특징 / SIFTMS (0) | 2021.03.23 |
| 시프트테크놀로지스코리아(유) (0) | 2021.03.19 |