Ejección de iones solvatados de nano gotas de metanol/agua electroesprayadas estudiadas por simulaciones de dinámica...

Área de la Ciencia:

• Química Física es la química física.
• Química analítica Química analítica es un campo de estudio de la química analítica.
• Química computacional es la química computacional.

Sus antecedentes:

• La eyección de iones solvados de las nanopartículas es crítica para la ionización por electrospray (ESI).
• Los estudios anteriores de dinámica molecular (DM) examinaron principalmente los sistemas acuosos, no los disolventes mixtos comunes en el ESI.
• Comprender los efectos de los disolventes mixtos es crucial para optimizar las aplicaciones de ESI.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el comportamiento de las nanopartículas de agua / metanol mezcladas que contienen exceso de iones de amonio (NH4 +) utilizando simulaciones de MD.
• Para dilucidar el impacto del metanol en la eyección de iones, la evaporación del disolvente y la composición de las gotas.
• Explorar las implicaciones para analizar el particionamiento y la eficiencia de las ESI.

Principales métodos:

• Se realizaron simulaciones de dinámica molecular (DM) en gotas de tamaño nanométrico compuestas de agua y metanol con exceso de iones NH4+.
• El análisis se centró en los mecanismos de eyección de iones, las tasas de evaporación del disolvente y los cambios estructurales de las gotas a lo largo del tiempo.
• Comparación con sistemas puramente acuosos y modelos clásicos de evaporación de iones.

Principales resultados:

• El metanol interrumpe la red de enlaces de hidrógeno, acelerando la eyección de iones y las tasas de evaporación de disolventes.
• Las diferentes velocidades de escape de agua y metanol conducen a cambios dependientes del tiempo en la composición y segregación de las gotas.
• Las estructuras de gotas en capas con periferias enriquecidas con metanol se forman a bajas concentraciones de metanol, lo que potencialmente mejora la partición del analito.

Conclusiones:

• El metanol altera significativamente la dinámica de las nanogotas en ESI, aumentando las tasas de escape de iones y disolventes.
• Los cambios en la composición de las gotas y los fenómenos de segregación influyen en el comportamiento del analito y la eficiencia de la ESI.
• El mecanismo de eyección de iones se alinea con un escape mediado por difusión sobre una barrera de energía libre, consistente con los modelos clásicos.