固相微萃取与离子迁移谱联用技术的进展和应用

离子迁移谱检测技术是现场检测毒害气体的重要方法,具有快速响应、灵敏度高等优点,通常主要用于气体的检测,随着样品处理技术的不断发展,离子迁移谱技术也拓展于现场包括水相、土壤等多种样品基质的快速分析。固相微萃取是已经广泛应用的分析样品前处理技术,具有无溶剂提取、快速、简便等特点。本文介绍了当前固相微萃取与离子迁移等检测器结合使用技术的特点,分析了新的样品解析方法,介绍了固相微萃取-离子迁移谱结合使用在检测领域的应用进展。     

新型不对称场离子迁移谱检测技术及其应用

介绍了国外一种新型的气相离子检测技术一高电场不对波形离子迁移谱检测技术（FAMIS），详细地阐述了其基本工作原理，并与传统的离子迁移谱检测技术进行了对比。该技术具有革命性的创新，大大提高了在大气压条件下检测离子的选择性和灵敏度。该技术可以将旋光异构体分子区分开来，检测灵敏度可达到ppb浓度水平，在气体检测、质谱分析等领域具有极其广阔的应用前景。     

微型化离子迁移谱仪研究进展

离子迁移谱技术（iMS）是从上世纪70年代发展起来的一项痕量气态物质探测技术。基于该技术的离子迁移谱仪具有结构简单,检测速度快、可以工作在大气环境下等优点,在微型化便携式应用中有巨大的发展潜力。通过参考国内外相关文献,着重从离子源、高场非对称离子迁移谱技术（FAIMS）和离子捕获装置三个方面对微型化离子迁移谱仪的研究现状进行了分析和探讨,并对该领域未来的研究方向和发展趋势提出了一些看法。     

气相色谱-离子迁移谱联用检测毒害气体研究

离子迁移谱检测技术是现场检测毒害气体的重要方法,具有快速响应,灵敏度高等优点。现场快速的气相色谱分离结合离子迁移谱检测可以获得多维的分析信息,色谱突出的分离特点使分析的准确性大大增加。本文介绍了当前现场快速色谱与离子迁移等检测器联用的技术的优点,详细研究了相关的技术发展概况,分析了接口方法等主要影响因素,介绍了在毒害气体检测领域的应用进展。     

差分式离子迁移谱中离子传输的数值模拟研究

差分式离子迁移谱是一种新的离子迁移谱技术,近年来在痕量化学物质检测方面得到了广泛应用。但是为了优化参数,进一步提高性能,差分式离子迁移谱的离子传输机制还有待进一步研究。建立了一种用数值模拟来研究差分式离子迁移谱的数学模型。基于Simion离子透镜模拟软件,模拟了离子在平板式DMS中的运动轨迹和规律,研究了射频电压、补偿电压等参数对离子检测结果的影响规律。     

离子迁移谱技术研究和应用进展

本文介绍了传统的离子迁移谱、吸气式离子迁移谱和场离子谱技术的原理、漂移管结构、性能特点和它们在化学战剂、爆炸物和违禁药品检测等多个领域的应用概况。     

离子迁移谱技术及其在生命分析化学中应用

离子迁移谱技术是一种气相环境下的电泳检测技术,具有快速、灵敏、运行成本低等特点。作为一种重要的痕量化学物质检测技术,现已广泛应用于化学毒剂探测和机场、海关的毒品与爆炸物检测。近年来,离子迁移谱技术与电喷雾和基质辅助解吸附等离子化技术的结合,以及与质谱技术的联用,使得该技术的应用迅速拓展到生物医学领域。本文介绍离子迁移谱技术的主要原理并综述离子迁移谱技术在蛋白质化学、临床化学和药物化学等方面的应用。     

基于SIMION／SDS的非对称场离子谱（FAIMS）多物理场仿真研究

针对非对称场离子谱（FAIMS,field＆symmetricw＆veformionmobilityspectrometry）的设计优化,本文基于SIMION／SDS多物理场仿真研究方法,结合离子迁移率计算算法、非对称射频方波电压与直流扫描电压算法实现了非对称场离子谱（FAIMS）的仿真。应用该仿真方法,对FAIMS迁移管的迁移区、迁移区与检测区之间的区域离子的运动进行了仿真,结果与理论分析一致。采用相同的结构及控制参数,将SatendraPrasad的实验结果与仿真结果进行对比,定量地分析仿真结果对扫描电场谱图的预测能力。结果表明,该方法能够有效地模拟离子在FAIMS迁移管中的迁移运动,对FAIMS迁移管的优化设计有着重要的意义。     

U型迁移谱分析器中调控漂移气体组分的效果研究

离子迁移谱-质谱联用技术已经逐渐成为对复杂混合物进行源后分离、分析的重要手段。在离子迁移谱中,漂移气体的选择或组分配比（N₂、He、CO₂等）通常会对不同类别化合物的分离度以及不同质量范围的离子通率产生影响。U型迁移谱分析器（UMA） 是一种基于逆流迁移谱分析方法的独特离子迁移谱装置,特定迁移率离子可以在电场和气流的共同作用下得到精确分选。UMA具有独立的漂移气体快速进入及脱离通道,可以实时有效地完成精确调节漂移气体组分的任务。本工作研究了在UMA中使用多种漂移气体种类及不同成分配比对系统灵敏度、分离能力以及分析速度的影响,同时探讨了在单次采集过程中动态调整气体成分的可能性和优势。     

离子迁移谱-质谱技术及其在蛋白质糖基化研究中的应用

糖基化是生物体内重要的蛋白质翻译后修饰（PTM）。基于质谱的检测技术,特别是液相色谱-质谱（LC-MS）联用技术是糖基化研究的常规手段。然而,由于糖基化存在复杂的异构现象,大多数基于质谱的分析技术在区分其异构体时存在困难。离子迁移谱（IM）是一种基于离子在气相中的形状和电荷进行分离的技术,能够为质谱分析提供新的分离维度。离子迁移谱-质谱（IM-MS）技术具有较强的区分异构体的能力,在蛋白质糖基化研究中的潜力越来越受到重视。本文总结了IM-MS技术的类型和基本原理,及其在蛋白质糖基化研究中的进展,如对完整糖蛋白、完整糖肽和聚糖的研究,并展望了其应用前景。     

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离子淌度迁移谱用于分析小分子异构体的新进展

随着现代检测技术以及科学研究的快速发展，同分异构体化学结构及其功能不断被揭示，异构体的不同结构分子可能具有完全不同的生物化学活性，并且同分异构体的某种结构分子可能对疾病的发病机理或治疗具有重要作用，而另一种结构分子的作用相反。因此，对同分异构体的分离识别及其结构探究有助于进一步理解生命运行机制，是目前分析化学乃至生命科学领域的研究热点。近年来快速发展的离子迁移谱（ion mobility spectrometry, IMS）是一种可以分析分子空间结构的技术，通过测量气相中不同分子离子与气流的碰撞截面积差异来区分某种分子的同分异构体。IMS与质谱联用（IMS-MS）是在质谱技术上增加一个淌度分离维度改善离子结构分离测定，同时在淌度技术上增强离子选质的特殊功能，使离子的分离具有高度选择性。IMS-MS技术已广泛应用于小分子/代谢物鉴定、蛋白质组学研究、主客体复合物、分子结构鉴定等领域。本文重点介绍了不同类型IMS的工作原理，IMS-MS在不同类型异构体分析方面的最新应用，并展望其应用前景。     

Ion mobility spectrometry‐mass spectrometry (IMS‐MS) of small molecules: Separating and assigning structures to ions

The phenomenon of ion mobility (IM), the movement/transport of charged particles under the influence of an electric field, was first observed in the early 20th Century and harnessed later in ion mobility spectrometry (IMS). There have been rapid advances in instrumental design, experimental methods, and theory together with contributions from computational chemistry and gas‐phase ion chemistry, which have diversified the range of potential applications of contemporary IMS techniques. Whilst IMS‐mass spectrometry (IMS‐MS) has recently been recognized for having significant research/applied industrial potential and encompasses multi‐/cross‐disciplinary areas of science, the applications and impact from decades of research are only now beginning to be utilized for “small molecule” species. This review focuses on the application of IMS‐MS to “small molecule” species typically used in drug discovery (100–500 Da) including an assessment of the limitations and possibilities of the technique. Potential future developments in instrumental design, experimental methods, and applications are addressed. The typical application of IMS‐MS in relation to small molecules has been to separate species in fairly uniform molecular classes such as mixture analysis, including metabolites. Separation of similar species has historically been challenging using IMS as the resolving power, R, has been low (3–100) and the differences in collision cross‐sections that could be measured have been relatively small, so instrument and method development has often focused on increasing resolving power. However, IMS‐MS has a range of other potential applications that are examined in this review where it displays unique advantages, including: determination of small molecule structure from drift time, “small molecule” separation in achiral and chiral mixtures, improvement in selectivity, identification of carbohydrate isomers, metabonomics, and for understanding the size and shape of small molecules. This review provides a broad but selective overview of current literature, concentrating on IMS‐MS, not solely IMS, and small molecule applications. © 2012 Wiley Periodicals, Inc., Mass Spec Rev 32:43–71, 2013     

基于数值解分析非均匀电场对离子迁移谱的影响

本研究分析了迁移管内带电体的结构,给出求解拉普拉斯方程的数学模型、迁移管带电体的边界处理方法和迁移管内离散电场数值的计算方法。离子门关闭期间,改变驱动脉冲的对称电压值将在迁移区产生非均匀电场,对离子迁移谱的分辨率、峰位、信噪比等特性产生影响。借助数值求解拉普拉斯方程得到的计算结果,对非均匀电场对迁移谱的影响进行合理的解释,给出理论计算迁移谱峰位的方法,并与实验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性。实验结果表明,应用离散求解拉普拉斯方程计算迁移管电场在离子迁移谱领域有较好的应用前景。     

行波离子迁移质谱技术在蛋白质结构研究中的应用

离子迁移(ion mobility)是一种在分子离子化后,非溶液环境下的分离技术。与依靠离子质量与电荷比进行分离的质谱技术不同,离子迁移是根据离子形状与电荷比实现分离的。因此,离子迁移技术可以实现对质量相同而形状不同的离子分离,其与质谱技术联用可为研究者提供更加丰富的结构信息。最新发展的行波离子迁移技术大大提高了灵敏度和分离速度,适用于研究天然浓度条件下的蛋白质,其在蛋白质单体折叠与去折叠以及蛋白复合体亚基组装的研究中已崭露头角。     

基于离子淌度质谱技术的离子光谱研究进展

离子光谱结合了质谱的高灵敏度和光谱的分子结构特异性的优势,可对蛋白质、多肽、糖类、寡核苷酸等复杂体系进行结构表征和鉴定。但当存在同分异构体时,离子光谱难以从叠加的谱图中得到单个异构体的光谱信息。离子淌度质谱技术可通过区分待测离子质荷比和分子空间尺寸差异来实现异构体的分离。离子淌度可以对异构体分离后分别引入到后续的光谱和质谱分析中,减少了由异构体引起的光谱叠加问题,光谱可以进一步验证离子淌度的分离效果,因此质谱、光谱、离子淌度谱的有机结合在得到异构体精确光谱的同时,也为离子淌度质谱分析带来了新的维度和深度。本文概述了近20年来基于各类离子淌度质谱技术的光谱仪器发展和应用情况,总结目前存在的问题,并展望多维度结构质谱的新需求。     

气相色谱与离子迁移谱仪联用的研究

气相色谱(Gas Chromatography)与离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry)的联用技术利用GC突出的分离特点和IMS快速响应、高灵敏度的优势有效地解决了GC低鉴别能力和IMS对混合物进行检测时存在的交叉灵敏度(cross sensitivity)问题,最后得到保留时间、漂移时间和信号强度的三维谱图,使定性分析更加准确。重点介绍GC-IMS联用技术的原理和优势,接口实现方法和主要影响因素,早期发展情况,存在主要问题和研究现状。     

基于离子阱质谱的离子碰撞截面积测量方法研究进展

近年来,随着分子结构分析需求的不断增加,开发离子阱质量分析器测量离子碰撞截面积的方法成为研究热点。该方法能降低仪器复杂度,并且能同时获得高分辨的质量和分子立体结构信息,逐渐成为与离子淌度谱（IMS）互补的测量碰撞截面积的有效手段。目前,已经实现了傅里叶变换离子回旋共振阱（FT ICR）、轨道离子阱（Orbitrap）、四极离子阱（QIT）、静电线性离子阱（ELIT）测量离子碰撞截面积（CCS）。但该项技术仍存在诸多挑战,如分辨率不高、受气压因素影响、无法区分同分异构体等。本文阐述了离子与缓冲气体分子碰撞理论、不同离子阱质谱仪测量碰撞截面积的方法,并总结测量方法的优缺点,展望未来的研究方向。     

Ion spectrometric detection technologies for ultra‐traces of explosives: A review

In recent years, explosive materials have been widely employed for various military applications and civilian conflicts; their use for hostile purposes has increased considerably. The detection of different kind of explosive agents has become crucially important for protection of human lives, infrastructures, and properties. Moreover, both the environmental aspects such as the risk of soil and water contamination and health risks related to the release of explosive particles need to be taken into account. For these reasons, there is a growing need to develop analyzing methods which are faster and more sensitive for detecting explosives. The detection techniques of the explosive materials should ideally serve fast real‐time analysis in high accuracy and resolution from a minimal quantity of explosive without involving complicated sample preparation. The performance of the in‐field analysis of extremely hazardous material has to be user‐friendly and safe for operators. The two closely related ion spectrometric methods used in explosive analyses include mass spectrometry (MS) and ion mobility spectrometry (IMS). The four requirements—speed, selectivity, sensitivity, and sampling—are fulfilled with both of these methods. © 2011 Wiley Periodicals, Inc., Mass Spec Rev 30:940–973, 2011