Las estructuras para manipulaciones de iones sin pérdida ( SLIM ) son una forma de óptica iónica a la que se pueden aplicar y utilizar varios potenciales eléctricos de CC y radiofrecuencia para permitir una amplia gama de manipulaciones de iones, como separaciones basadas en espectrometría de movilidad iónica , reacciones (unimoleculares, ion-molécula e ion-ion) y almacenamiento (es decir, atrapamiento de iones ). [1] SLIM fue desarrollado por Richard D. Smith y sus compañeros de trabajo en PNNL y generalmente se fabrican a partir de conjuntos de electrodos en superficies planas espaciadas uniformemente.
En SLIM, los iones se mueven en el espacio entre las dos superficies, en direcciones controladas mediante campos eléctricos, y también se mueven entre diferentes SLIM multinivel, como se puede construir a partir de una pila de PCB. La naturaleza sin pérdidas de SLIM se deriva del uso de campos eléctricos de rf, y particularmente del pseudo potencial derivado de los campos eléctricos no homogéneos que resultan de un rf de frecuencia apropiada aplicado a múltiples electrodos adyacentes, y que sirve para evitar que los iones se acerquen a los electrodos y superficie donde convencionalmente se esperaría una pérdida. SLIM se utiliza generalmente junto con la espectrometría de masas para aplicaciones analíticas.
Los primeros SLIM se fabricaron utilizando tecnología de placa de circuito impreso (PCB) y se utilizaron para demostrar una gama de manipulaciones de iones simples en gases a bajas presiones (unos pocos torr). [2] Esta tecnología SLIM tiene similitudes conceptuales con los circuitos electrónicos integrados, pero en lugar de mover electrones usamos campos eléctricos para crear vías, interruptores, etc. para manipular iones en la fase gaseosa.
Los dispositivos SLIM pueden permitir que ocurran secuencias complejas de separaciones de iones, transferencias y atrapamiento en el espacio entre dos superficies colocadas (por ejemplo, ~ 4 mm de distancia) y cada una con un patrón de electrodos conductores. Los dispositivos SLIM utilizan los campos eléctricos no homogéneos creados por conjuntos de electrodos estrechamente espaciados a los que se aplican voltajes de RF pico a pico fácilmente generados (por ejemplo, Vp-p ~ 100 V; ~ 1 MHz) con polaridad opuesta en electrodos adyacentes para crear Campos de potencial efectivos que evitan que los iones se acerquen a las superficies.
El confinamiento funciona en un rango de presiones (<0.1 torr a ~ 50 torr), y en un rango de relación masa-carga ajustable ( m / z ) (p. Ej., M / z 200 a> 2000). Este potencial efectivo funciona en conjunto con los potenciales de CC aplicados a los electrodos laterales para evitar pérdidas de iones, y permite crear trampas de iones y conductos en el espacio entre las dos superficies para el almacenamiento y movimiento de iones sin pérdida efectiva como resultado de cualquier gradiente en la aplicación. Campos DC.
Se informó inicialmente que la presión de funcionamiento para los dispositivos SLIM se encuentra en el rango de 1 a 10 torr, y es un rango muy adecuado para aplicaciones de separaciones por movilidad iónica.