אנליזה כימית של מוצקים מולקולרית ל מהווה בעיה מאתגרת במיוחד הנדסת חומרים בביולוגיה, ננוטכנולוגיה. אחרונים שהיו בשימוש התפתחויות במחקר ספקטרומטר מסה של אשכול יון פותח כיוונים חדשים עבור שדה זה. באמצעות כלי זה, קרן אנרגטי יון ראשי נוצר באמצעות סוגים שונים של יונים מולקולרית כדי ליצור projectile המורכב של רכיבים שונים אטומי. הבא, זה קורה מואצת כדי 10 keV של אנרגיה קינטית, צמוד ממוקדת לגודל העצמית submicrometer ובויים על פני השטח של המדגם. כפי projectile אשכול אנרגטי זה מקיים אינטראקציה עם היעד, יונים חיוביים ושליליים המשני הם הנפלטים מ ליד נקודת ההשפעה של סידרה מורכבת של אירועי העברת אנרגיה. יונים משני אלה מתבצע חילוץ לתוך ספקטרומטר כדי לחשוף את ההרכב הכימי של מינים desorbed. הפצה

נחישות מסה זו נקראת יון משני ספקטרומטר מסה או סימס. הטבע כימית של יונים אלה הוא תלוי מאוד הסוג ואת האנרגיה של projectile. עוצמת יון משני קליעים יונים אטומיים גרידא, היא נמוכה, ההרכב הכימי השונה לעיתים קרובות על פני עצמו, הגבלת כלי אנליטי. כפי מספר האטומים projectile אשכול עלה, עם זאת, מספר יונים המשני ואת כמות מידע אמין כימי המשויכים את ספקטרומטר מגדילה באופן משמעותי. Microfocused אשכול יון קרן העצמית, דימות תלת שני - ו ממדית (דו-ממדיות ותלת -ממדיות) ההרכב הכימי הוא אפשרי עבור מגוון רחב של חומרים, החל אורגני ומבני מרובת שכבות אורגני וכלה biomaterials, חיישנים ותאים ביולוגי יחיד.