Gasfaseionisatie

Gasfaseionisatie is het proces waarbij neutrale moleculen of atomen in de gasfase worden omgezet in ionen. Dit gebeurt doorgaans door verwijdering van elektronen (positieve ionisatie), maar ook door reacties die tot de vorming van negatief geladen ionen kunnen leiden onder specifieke omstandigheden. Gasfaseionisatie vindt plaats onder lage druk of in plasma en is een cruciale stap in detectie en karakterisering in analoge toepassingen zoals massaspectrometrie, astrochemie en atmosferisch onderzoek.

De belangrijkste gasfase-ionisatieprocessen zijn elektron-impact ionisatie (EI), chemische ionisatie (CI), fotonische ionisatie (PI) en laser-gebaseerde ionisatie zoals REMPI. EI gebruikt hoogenergetische elektronen die moleculen ioniseren en vaak rigide fragmentatie veroorzaken. CI is zachter en levert doorgaans moleculaire ionen op met minder fragmentatie. PI maakt gebruik van ultraviolette of vacuum-UV-fotonen voor selectieve ionisatie. REMPI kan resonant geactiveerde, multiphoton ionisatie bieden en is nuttig voor selectieve detectie in gemengde gasfasen. Plasmagestuurde ionisatie en gerichte laser-ionisatie vormen aanvullende benaderingen afhankelijk van de gewenste selectiviteit en sensitiviteit.

In analytische instrumenten wordt gasfaseionisatie uitgevoerd in een ionbron van een massaspectrometer, onder vacuümomstandigheden. De gekozen ionisatie-methode bepaalt de mate van fragmentatie, ionisatie-energie en detectie-eigenschappen. EI is vaak geschikt voor structurele informatie via fragmentatie, terwijl CI en PI meer gericht zijn op behoud van moleculaire ionen en selectieve detectie.

Toepassingen van gasfaseionisatie omvatten milieuanalyse, klinische en farmaceutische screening, en fundamenteel onderzoek in astro- en atmosferische chemie, waar ionisatiegraad en cross-secties belangrijke parameters zijn.