Orbion Pro 120

Helsingin yliopiston ilmakehätieteiden keskus INAR:iin aiotaan hankkia Orbion Pro 120. Laite täyttää samanaikaisesti kaikki seuraavat tutkimuksen kannalta välttämättömät tekniset vaatimukset: -vähintään 120 000:n massaresoluutio -kemiallinen ionisaatio ympäröivässä ilmanpaineessa eli ambientti-ilmanpaineessa -ppq-tasolle ulottuva mittausherkkyys -positiivisen ja negatiivisen polariteetin automaattinen vaihtaminen online-mittauksen aikana -mahdollisuus vaihtaa reagenssi-ionia ja ionisaatiokemiaa mittaussarjan aikana -mahdollisuus MS/MS-mittaukseen, jossa valittu esi-ioni eristetään ja fragmentoidaan ja syntyneet fragmentti-ionit mitataan -mahdollisuus mitata kemiallisesti laajaa molekyylispektriä samalla integroidulla järjestelmällä.

Markkinoilla saatavilla olevat vaihtoehtoiset ratkaisut on arvioitu, eikä mikään muu kaupallisesti saatavilla oleva laitteisto täytä samanaikaisesti kaikkia seuraavia tutkimuksen kannalta välttämättömiä teknisiä vaatimuksia: -vähintään 120 000:n massaresoluutio -kemiallinen ionisaatio ympäröivässä ilmanpaineessa eli ambientti-ilmanpaineessa -ppq-tasolle ulottuva mittausherkkyys -positiivisen ja negatiivisen polariteetin automaattinen vaihtaminen online-mittauksen aikana -mahdollisuus vaihtaa reagenssi-ionia ja ionisaatiokemiaa mittaussarjan aikana -mahdollisuus MS/MS-mittaukseen, jossa valittu esi-ioni eristetään ja fragmentoidaan ja syntyneet fragmentti-ionit mitataan -mahdollisuus mitata kemiallisesti laajaa molekyylispektriä samalla integroidulla järjestelmällä. Markkinoilla on Orbitrap-massaspektrometrejä ja erillisiä kemiallisen ionisaation järjestelmiä, mutta ei vastaavaa integroitua yhdistelmää. Tavanomaiset Orbitrap-laitteistot mahdollistavat korkean massaresoluution ja tarkan massan mittauksen, mutta ne eivät sellaisinaan tarjoa ambientti-ilmanpaineessa toimivaa, reagenssi-ionia ja polariteettia nopeasti vaihtavaa CIMS-kokonaisuutta. Orbion yhdistää nämä ominaisuudet yhteen validoituun mittausjärjestelmään. Markkinoilla on TOF-pohjaisia CIMS-laitteistoja, mutta niiden massaresoluutio on tutkimuksen tarpeisiin liian matala (~10 000). Orbionin erotuskyky on 120 000–240 000, mikä mahdollistaa kemiallisesti tiheiden spektrien lähekkäisten signaalien erottamisen. Orbion mahdollistaa MS/MS-mittauksen, jossa yksittäinen ioni voidaan valita, eristää ja fragmentoida, minkä jälkeen muodostuneet fragmentti-ionit mitataan korkealla massaresoluutiolla. Tämä tuottaa yhdisteen rakenteesta tietoa, jota ei saada pelkällä molekyylikaavan määrittämisellä. TOF-pohjainen koko spektrin fragmentointi ei mahdollista fragmenttien yksiselitteistä yhdistämistä tiettyyn ioniin samalla tavalla, kun taas kaksois- ja kolmoiskvadrupolilaitteiden jotka voivat fragmentoida yksittäisiä ioneja, massaresoluutio ei täytä vähintään 120 000:n vaatimusta. Orbion mahdollistaa kiinteisiin lähtöaineisiin perustuvien reagenssi-ionilähteiden käytön. Reagenssi-ionit tuotetaan kiinteistä lähtöaineista röntgendesorptiolla, mikä mahdollistaa turvallisen ja vähän huoltoa vaativan reagenssituotannon sekä valittujen ionisaatiokemioiden käytön. Kiinteä reagenssi-ionilähde mahdollistaa myös isotooppileimatun nitraatin käyttämisen reagenssi-ionina. Isotooppileiman avulla reagenssi-ionista peräisin oleva nitraattiosa voidaan erottaa mitattavan yhdisteen omasta nitraattiryhmästä, mikä vähentää tunnistamiseen liittyvää epävarmuutta. Tämä ominaisuus on erityisen tärkeä ilmakehän organonitraattien luotettavassa karakterisoinnissa.