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Publicação
Implementação de uma fonte de ionização química
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Nesta dissertação foram descritos processos físicos e químicos essenciais na espetrometria de
massa por reações de transferência de protão, como condições necessárias para que ocorra este tipo
de reações, colisões entre duas moléculas neutras e uma molécula neutra e outra carregada. Uma vez
que esta é uma técnica de espetrometria bastante explorada na literatura, beneficiou-se dos conhecimentos de vários autores, de forma a maximizar as reações de transferência de carga e o transporte de iões.
O presente trabalho veio no seguimento de um trabalho de mestrado em engenharia física focado na simulação de uma fonte de ionização química por transferência de protão (PTR-MS) previamente simulada, com o intuito de detetar compostos orgânicos voláteis (COV) que se encontrem em diversos produtos ou na constituição do ar. O trabalho prévio a este limitou-se a uma versão simplificada da fonte de ionização e não incluía variações de pressão ao longo da fonte e nem entradas para bombeamento.
Como tal, fez-se uma descrição de fontes de ionização já existentes e, de seguida, utilizou-se um
programa 3D de desenho assistido por computador (CAD) para o desenvolvimento do desenho mecânico da fonte de ionização química, tendo por base esses sistemas prévios.
Concomitantemente, recorreu-se a um outro programa de simulação da ótica de partículas carregadas, nomeadamente iões, para avaliar a trajetória das mesmas no sistema, bem como otimizar essas trajetórias com base em parâmetros do programa, através de um método de otimização simples.
This work follows on from a master's degree in engineering physics focused on the simulation of a previously simulated proton transfer chemical ionisation source (PTR-MS), intending to detect volatile organic compounds (VOCs) found in various products or the constitution of the air. Previous work was limited to a simplified version of the ionisation source and did not include pressure variations along the source or pumping inputs. Here, indispensable physical and chemical processes in proton transfer reaction mass spec- trometry were described, such as the conditions necessary for this type of reaction to occur, collisions between two neutral molecules and one neutral molecule and another charged molecule. As this is a spectrometry technique that has been widely explored in the literature, we have benefited from the knowledge of various authors to maximise charge transfer reactions and ion transport. As such, existing ionisation sources were described and then a 3D computer-assisted design (CAD) program was used to develop the mechanical design of the chemical ionisation source, based on these previous systems. At the same time, we used another program for simulating the optics of charged particles, namely ions, to evaluate their trajectory in the system, as well as to optimise these trajectories based on the program's parameters, using a simple optimisation method.
This work follows on from a master's degree in engineering physics focused on the simulation of a previously simulated proton transfer chemical ionisation source (PTR-MS), intending to detect volatile organic compounds (VOCs) found in various products or the constitution of the air. Previous work was limited to a simplified version of the ionisation source and did not include pressure variations along the source or pumping inputs. Here, indispensable physical and chemical processes in proton transfer reaction mass spec- trometry were described, such as the conditions necessary for this type of reaction to occur, collisions between two neutral molecules and one neutral molecule and another charged molecule. As this is a spectrometry technique that has been widely explored in the literature, we have benefited from the knowledge of various authors to maximise charge transfer reactions and ion transport. As such, existing ionisation sources were described and then a 3D computer-assisted design (CAD) program was used to develop the mechanical design of the chemical ionisation source, based on these previous systems. At the same time, we used another program for simulating the optics of charged particles, namely ions, to evaluate their trajectory in the system, as well as to optimise these trajectories based on the program's parameters, using a simple optimisation method.
Descrição
Palavras-chave
Compostos Orgânicos Voláteis (COV) Ionização Química Transferência de Protão Simulação Partículas Carregadas 3D CAD