Release Mechanisms of Poly(ethylene glycol) Macroions from Aqueous Charged Nanodroplets
Notice bibliographique
Résumé
Ion-release processes in nanodroplets that contain excess charge are of central importance in atmospheric aerosols as well as in determining the charge state distributions of macroions that are detected in electrospray mass spectrometry (ESMS) experiments. We performed molecular simulations of systems of a poly(ethylene glycol) (PEG) associated with various ions (Na(+), Li(+),Ca(2+)) in aqueous charged nanodroplets in order to investigate the manner that the macroion emerges from an aqueous nanodroplet as well as its final charge state. In the study we focused on a specific region of the parameter space with respect to charge and size of droplets that is close to the Rayleigh limit. We found that for sizes of droplets with linear dimensions of several nanometers and length of PEG up to 100 monomers, the PEG macroion emerges from the droplet following a three-step process: (i) phase separation, (ii) gradual extension of the macroion out of the droplet, and (iii) drying-out of the solvent or spontaneous detachment of the macroion from the droplet. The third step is determined by the ratio of charge on the macroion to the ions in the water portion of the droplet. The chemical transformation that is caused in PEG by the transfer of ions from the solvent into PEG determines its release mechanism. When the charge is carried by macroions, the charge-induced instability manifests by following one of the expected scenarios of Rayleigh instability; however, the assumptions of the Rayleigh model break down. We also examined the release of the macroion below the Rayleigh limit, and we found that the macroion emerges from the droplet by drying-out of the solvent. On balance of phenomenological evidence, we concluded that the ion-evaporation mechanism (IEM) in its most common meaning is not the followed mechanism for the parameter space of the systems that we studied. The final charge state of the macroion is in excellent agreement with the experimental data of Fenn and co-workers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».