离子阱颗粒物质谱

离子阱颗粒质谱装置结合了激光诱导声波脱附离子化方法、四极离子阱或圆柱型离子阱质量分析器及电荷感应探测器,能够对微米量级的颗粒进行快速质量分析。目前已成功地测定了聚苯乙烯球、色谱填料、红细胞等颗粒。本文综述了离子阱颗粒质谱仪的构造、工作原理及最近的研究成果,并对颗粒质谱仪的未来提出了展望。     

离子阱质谱图的特性研究

离子阱检测器的原理不同于四极杆和磁质谱仪。采用ＩＮＣＯＴＭ库检索和概率匹配（ＰＢＭ）算法，把五百余种环境中常见有机化合物的离子阱质谱与国际上通用的ＮＢＳ质谱库及Ｗｉｌｅｙ质谱库中质谱数据相比，其结果是绝大部分化合物的离子阱质谱与经典质谱非常相似，极少数化合物的质谱二者之间存在某些差异，文中分析了可能导致差异的原因。     

小型质谱双线形离子阱间离子传输

多级质谱串联在各个领域都有广泛应用。双线形离子阱的小型质谱可以实现类似传统三重四极杆质谱仪的串联质谱分析功能,而在此过程中,双阱间的离子传输为重要的仪器功能。在已发表的双线形离子阱工作中,对阱间离子传输,尤其是质量选择性传输鲜有系统的研究。本工作研究了离子阱q值、阱内气压、辅助性交流电（AC）的强度、辅助性AC的作用时长等因素对传输的目标离子强度的影响,优化了离子传输条件,如q1=q2=0.3,阱内气压为0.37 Pa,AC强度为350 mV,离子传输时长大于10 ms等。该结果对小型质谱双线形离子阱的自主研发和提升阱间离子传输效率具有指导作用。     

气相色谱-离子阱质谱测定海水中有机污染物

本文以石油醚+正己烷(1+1)为萃取剂,采用溶剂萃取法,经简单脱水净化后直接进质谱仪分析,通过气化室的程序升温达到不同性质污染物的色谱分离,并应用SIM功能背景干扰去除,对48种有机污染物进行定性分析,得到可靠的污染物分离质谱图。并根据该方法处理大量实际水样,节省分析样品的时间。     

激光离子源射频离子阱质谱计的研制

介绍了自制的激光离子源射频离子阱质谱计的原理、构造、工作方式与主要技术参数。该仪器以激光溅射方式在离子阱外产生离子，并向阱内注入缓冲气体，可以囚禁离子并进行质量分析。仪器控制及数据采集与处理完全由微机完成。给出了仪器的初步运行结果。     

气相色谱-离子阱质谱联用测定葱中有机氯农药的含量

采用气相色谱 离子阱质谱(GC MS/MS)联用法,建立葱中 α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC、p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDE、p,p′-DDT残留量的测定方法。样品使用乙腈提取,过Envi-18柱净化,经GC-MS/MS检测。结果表明,在0.05～5 mg/kg质量范围内,8种农药的回收率大于80%,相对标准偏差小于10%,完全符合农药残留检测分析的要求。     

利用直流偏置电压提高矩形离子阱质谱的灵敏度

线性离子阱质谱是近年来被广泛应用的一种性能优良的质谱仪。线性离子阱质量分析器通常是由四根柱状电极合围而成。由于四根电极的几何对称性,在线性离子阱中产生的电场在离子检测方向上也是高度对称的,也就是说,当离子从x方向被逐出离子阱时,将各有50%的离子从＋x和－x方向被分别逐出。因此,如果只在线性离子阱的一侧安装离子探测器,则离子的检测效率只有50%。本工作以矩形线性离子阱为研究对象,通过在离子阱中离子逐出方向的一根电极上施加一定的直流偏置电压,利用此直流电压在离子阱中产生的直流电场,使离子阱中存储的离子偏离中心轴分布。这样,离子将在后续离子逐出电场的作用下,被非对称地逐出离子阱。如,可使多数离子从＋x方向出射,少数离子从－x方向出射。此时,如果在＋x方向安置离子探测器,将获得高于50%的离子探测效率。实验结果表明,直流偏置电压可以明显地提高离子检测效率,例如,在与检测器对侧电极施加正的直流偏置电压时,离子强度在一定电压范围内皆有显著提高。实验所测得的4种不同质荷比的离子提高比例分别是20%、38%、31%、44%。该方法的实验原理简单、实验技术方便易行,可以显著提高线性离子阱检测灵敏度,具有一定的实用价值和应用前景。     

离子数控制对液相色谱/离子阱质谱联用分析结果的影响

以生物碱蒂巴因为分析对象 ,初步探讨了离子数控制参数设置对液相色谱 /离子阱质谱联用全扫描和单离子检测分析结果的影响。离子阱的目标离子数对分析结果的影响较大 ,信噪比、提取离子流色谱图与总离子流色谱图的相对峰强、浓度与峰强的线性相关性 ,均随着 target值升高而增加 ,但总离子流色谱图的基线强度降低。当分析对象浓度较低时 ,target值越大 ,m/ z漂移越大。本实验条件下 ,最大累积时间对分析结果的影响不明显     

西地那非衍生物的电喷雾离子阱质谱研究

采用电喷雾离子阱质谱法对4种西地那非衍生物进行了质谱研究,获得了它们的结构碎片信息,通过比较它们的异同对其质谱裂解途径进行解析,发现它们的（+）ESI-MS2质谱生成磺酰基S-C键和S-N键断裂、亚甲氧基C-O键断裂以及磺酰基重排后C-S键断裂的碎片,基峰为亚甲氧基C-O键断裂产生,其（+）ESI-MS3质谱生成脱NH3、脱CO、脱NH=C=O以及异环开裂碎片,这些特征可用于阐明西地那非衍生物及其结构类似物的结构。     

离子阱中3种软件程序的离子运动轨迹数值模拟对比

质谱仪器研发周期长、应用成本高,使得数值模拟成为仪器研发、性能优化、实验方案设计的理想选择。目前,离子轨迹模拟软件SIMION、Comsol和Axsim已广泛用于质谱数值模拟和理论研究,对比分析这3种软件对于质量分析器的设计具有重要意义。本研究以矩形离子阱质量分析器为研究对象,从图形用户界面和运行平台、电极建模和电场计算、条件定义和程序加载、离子轨迹计算和时间步长选取等方面入手,比较这3种软件的模拟过程和结果。结果表明：3种软件模拟的离子运动轨迹存在偏差,且主要位于离子运动方向转变时,Comsol与SIMION的模拟轨迹偏差最大,Axsim和SIMION模拟的频谱图中谱峰位置差异小于01%。SIMION软件适用于复杂质谱装置中离子运动轨迹的理论模拟,但对使用者的物理和编程水平要求较高;Comsol具有最精致的图形用户界面,以及详细的数值模拟模块,但是不具备离子运动轨迹的频谱分析、相位分析等特殊模块,而且封闭的软件程序无法根据具体情况灵活调整,所以只适用于一些简单结构的质谱数值模拟;Axsim具有最专业的质谱中离子运动轨迹分析程序,可以对离子运动的频谱、相位、空间发散、动能发散等参数进行直接分析,能够直观地指导质谱质量分析器的设计,但不具备建模和电场计算模块。本研究有助于加速质谱研究中数值模拟进程,为开发具有自主知识产权的国产质谱数值模拟软件提供参考。     

Design and performance evaluation of a novel square ion trap with mass analysis in the radial a axial directions

A novel three-dimensional square ion trap is reported as a mass analyzer or an ion transfer device. The square ion trap was constructed with six square planar electrodes while the electric field was optimized by changing their relative positions to arrange the strength of higher-order fields. Ion trajectory simulations demonstrate the square ion trap efficiently operates with radial and axial excitation. Additionally, ions ejected from the radial direction contained lower kinetic energies and their energy distribution were more centralized. These properties may improve the ion transfer efficiency.     

理论模拟和实验对照研究幅值扫描ac对离子阱质谱性能的影响

随着离子阱质谱分析技术的广泛应用,离子阱共振激发过程的理论模拟和实验验证对于深入研究离子阱质谱性能具有重要的意义.常见的线性离子阱所使用的共振激发弹出电压ac(alternating current)的设置有两种方式:一种是设定1个很小的恒定值(如1 V0-p),另一种是设定为1个幅值扫描范围.然而,鲜有人对比研究这两...     

双势阱平面离子阱的设计与模拟研究

双势阱平面离子阱作为离子收集与聚焦装置,2个势阱可分别实现进入离子的收集和约束离子的可控冷却及抛出,相比于单势阱平面离子阱,其对离子的收集与聚焦更加充分。本工作利用SIMION 8.1离子光学模拟软件,研究离子阱工作的4个阶段,即离子收集、离子转移、离子冷却和离子抛出。模拟得到离子阱的工作周期可从1 ms延长至超过10 ms,总离子传输效率为83%,离子通量上限达1.6×10⁶个。此外,充分冷却的离子从离子阱中抛出,具有1.0、1.0 mm的径向直径,24 mrad、16 mrad的角度标准偏差,15 eV的能量标准偏差。双势阱平面离子阱的工作周期、离子通量、抛出离子均满足多次反射飞行时间质量分析器的工作需要,并可与其耦合,为其提供通量高、状态集中的引入离子。     

静电轨道离子阱离子切向引入的新方式和模拟

静电轨道离子阱质谱仪的关键垄断技术是将离子引入静电轨道离子阱的C形离子阱。本工作提出一种新的离子引入方式,即设计了一种O形离子阱,用于将更多的离子以较少的损失引入到静电离子阱中进行分析。O形离子阱嵌套在静电轨道离子阱外轨道上,可以直接使离子从O形圆轨道下滑降轨内切至椭圆轨道,再沿椭圆轨道下滑降轨外切,最终射入静电轨道离子阱中的圆轨道。新的离子引入方式避免了C形离子阱远距离传输离子,离子流可连续进入O形圆轨,在脉冲电压作用下进入静电轨道离子阱;随着离子的引入面增大,离子的引入量有所增加。另外,还推导了离子运动轨迹方程及降轨脉冲的能量方程,对离子引入方式进行模拟,结果表明,多离子多位置同时引入对离子轨迹无明显影响,而离子是否切向引入则至关重要,偏离切向引入会大大降低离子寿命。     

2,3,5,6-四氯-4-甲磺酰基吡啶的离子阱质谱研究

采用电子轰击离子阱质谱对2,3,5,6四氯4甲磺酰基吡啶(TCMSP)的裂解规律进行了研究。发现其质谱特征除了磺酰基与吡啶环相连的CS键的断裂和CCl键的断裂,还有伴随着氢重排的OC键断裂。对m/z231的碎片离子进行了二级质谱研究,推断了该碎片的结构。     

质谱中气相离子/离子反应的研究进展

质谱仪不仅是一种重要的分析仪器,也是研究化学反应的重要工具。在质谱中,气相离子大多以单分子形式存在,反应效率较高,是研究气相离子/离子反应的理想选择。气相离子/离子反应可分为质子转移反应、电子转移反应、金属离子转移反应、电荷倒置反应和共价键生成反应。线性离子阱具有良好的离子选择和富集功能,适合作为气相离子/离子反应的反应器,使气相离子/离子反应在有机化学反应机理、多肽结构分析和气相离子化学等研究领域发挥重要的作用。本工作对近年来质谱中气相离子/离子反应的研究进行了综述,并展望了该研究未来的发展前景。     

离子阱质谱计的研究现状及其进展

离子阱质量分析器中离子的运动在数学上可用二阶线性微分方程——Mathieu方程的解来描述，利用离子在Mathieu方程解的稳定性图中所具有的特性，可实现离子的质谱扫描。离子阱质谱计的小型化主要集中在对离子阱质谱计各组成部分（离子源、质量分析器、离子检测、真空系统）的小型化上。随着科技的不断发展，离子阱质谱计体积的小型化，分析对象的不断扩大，仪器性能上实现大质量范围、高分辨率和高灵敏度，以及成本的有效降低等，将是离子阱质谱计相关研究的主要趋势。     

Quadrupole ion traps

The extraordinary story of the three‐dimensional radiofrequency quadrupole ion trap, accompanied by a seemingly unintelligible theoretical treatment, is told in some detail because of the quite considerable degree of commercial success that quadrupole technology has achieved. The quadrupole ion trap, often used in conjunction with a quadrupole mass filter, remained a laboratory curiosity until 1979 when, at the American Society for Mass Spectrometry Conference in Seattle, George Stafford, Jr., of Finnigan Corp., learned of the Masters' study of Allison Armitage of a combined quadrupole ion trap/quadrupole mass filter instrument for the observation of electron impact and chemical ionization mass spectra of simple compounds eluting from a gas chromatograph. Stafford developed subsequently the mass‐selective axial instability method for obtaining mass spectra from the quadrupole ion trap alone and, in 1983, Finnigan Corp. announced the first commercial quadrupole ion trap instrument as a detector for a gas chromatograph. In 1987, confinement of ions generated externally to the ion trap was demonstrated and, soon after, the new technique of electrospray ionization was shown to be compatible with the ion trap. © 2009 Wiley Periodicals, Inc., Mass Spec Rev 28:961–989, 2009     

氟喹诺酮类化合物的电喷雾离子阱质谱分析

采用电喷雾离子阱质谱法在正离子检测方式下，以注射泵直接进样的方式对6种氟喹诺酮类化合物的质谱裂解行为进行碰撞诱导解离研究。获得了各化合物的多级质谱信息，通过比较各化合物结构和质谱裂解途径的异同点，发现氟喹诺酮类化合物在正离子检测方式下可生成脱CO₂、HF和CO的碎片，分别与结构中的羧基、氟原子取代基和4位羰基结构片断相对应，如果结构中7位取代基为哌嗪环，还可以生成脱CH₂＝CH-NH₂的碎片。这些特征将有助于氟喹诺酮类化合物的结构分析。