온라인 실시간 대기오염 측정기 - 질량분석 시스템

ACE 1100 IMR-MS는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)의 정성 정량분석에 최적화된 질량 분석기입니다. 성분의 분리를 위한 크로마토그래피 장비(GC, HPLC)와 질량분석기의 인터페이스로 연결된 GC-MS, LC-MS와는 달리 직접적인 시료도입을 통해 즉각적으로 실시간 분석결과를 확인하고, 운송수단에 탑재하여 분석이 필요한 곳을 찾아 현장분석을 수행하며, 감시가 요구되는 다양한 장소에서 바로 모니터링을 진행합니다.

이론적 배경

IMR-MS를 사용한 시료의 분석은 반응이온 형성(전구이온) → 반응이온 선택 → 분석대상 성분과의 반응(이온화) → 정성 정량의 흐름으로 분석결과를 얻습니다.

Reagent 이온을 통한 화학적 이온화

질량분석기를 이용한 분석에 있어서 분석대상 성분의 이온화 과정은 필수적이며 대표적인 이온화 방법으로는 전자충격이온화(Electron Impact Ionization, EI)법과 화학적 이온화(Chemical Ionization, CI)법이 있으며 IMR-MS에서는 약한 화학적 이온화(soft CI)법을 사용하여 분석대상분자를 모분자 그대로 이온화하거나 분자 조각화를 최소화하여 명확한 질량 스펙트럼을 얻을 수 있습니다.

화학적 이온화 반응 종류

Proton transfer : 분석물질(시료분자)의 양성자 친화도 > 반응이온의 양성자 친화도

M + H+ → MH+
(CH₃)₂CO + H₃O+ → (CH₃)₂COH+ + H₂O

Electron transfer : 분석물질(시료분자)의 이온화 에너지 > 반응이온의 이온화 에너지

M → M+ + e-
O₂+ + C6H6 → C6H6+ + O₂

Dissociative Electron transfer : 분석대상물질(시료분자)의 이온화 포텐셜이 12.07 eV 와 9.26 eV 보다 낮을 경우 반응이온인
O₂+와 NO+가 전자전이의 과정을 일으킴.

AB → A+ + B + e-
O₂+ + n-C₄H10 → C₃H7+ + O₂ + CH₃

Hydride abstraction : O₂+와 NO+ 에 의해 수소화물의 Abstraction

NO+ + CH₃CHO → CH₃CO+ + NOH

Association : 반응이온이 이동상 기체와 같은 제 3의 물질 존재 하에 분자와 결합하여 이온 생성

A+ + M → AM
NO+ + CH₃OH + He → NO. CH₃OH+ + He

반응이온(Reagent ion) 이란

질량분석기를 이용한 분석에 있어서 분석대상 성분의 이온화 과정은 필수적이며 대표적인 이온화 방법으로는 전자충격이온화(Electron Impact Ionization, EI)법과 화학적 이온화(Chemical Ionization, CI)법이 있으며 IMR-MS에서는 약한 화학적 이온화(soft CI)법을 사용하여 분석대상분자를 모분자 그대로 이온화하거나 분자 조각화를 최소화하여 명확한 질량 스펙트럼을 얻을 수 있습니다.

분석대상 성분의 이온화

Reaction Chamber로 이동한 Reagent ion은 주입된 시료와 반응하여 분석대상 성분을 이온화 시킵니다. 분석대상 성분의 이온화과정에는 양성자 전이(Proton transfer), 전자 전이(Electron transfer), Hydride abstraction, 분자조합 등의 각기 다른 이온화 메커니즘이 작용하여 분석대상 성분에 따라 고유의 분자이온을 생성합니다.

정성 정량

이온화된 분자들은 질량 대 전하비에 따라 Second Mass Filter를 거쳐 검출기(Electron multiplier)에서 측정됩니다.

Built-in Software

시스템 내장 터치패드 컨트롤러를 이용하여 시스템을 구성하는 각 부분(플라즈마 생성부, 전구이온 선택부, 시료도입부 및 반응 챔버, 시료분자이온 선택부, 검출부 및 진공부)을 제어합니다. 10.1” 터치패드 컨트롤러를 이용한 독립적 운용기능으로 실험실이 아닌 외부 현장이나 이동형 차량에 탑재 사용이 가능합니다.

ACECube 소프트웨어

ACECube 는 시료의 분석결과를 처리하기 위한 PC 전용 프로그램 입니다. 별도의 전용 소프트웨어를 사용하여 분석결과 데이터 처리 프로세스,
분석 method set up 등을 편리하게 운용할 수 있습니다.
Built-in SW : 10.1” TFT color LCD, 임베디드 리눅스 기반 프로그램으로 보안성 강화 / 시스템 제어 및 분석결과 모니터링
ACECube 소프트웨어 : 분석 method setup, 분석결과 데이터 프로세싱

응용 분야

대기환경 및 수질환경 오염물질 - 휘발성유기화합물
실내 공기질 분석(새집 증후군 원인물질 모니터링) – 포름알데히드
악취 유발 물질 – 황화합물(mercaptans, thioethers)
자동차 내장재 – 포름알데히드, VOCs
작업환경 안전관리 – 잔류 훈증제 모니터링
반도체공정 오염물질 분석 – Airborne Molecular Contaminants
신속진단 – 인플루엔자 등 감염병 진단 지표물질

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제품문의 : 052-266-1260 / 010-9503-4627