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技術(shù)文章

離子遷移譜是什么

閱讀:1002          發(fā)布時(shí)間:2024-1-11

離子遷移譜,即 ion mobility spectrometry,IMS,出現(xiàn)早期也被稱氣相電泳和等離子體色譜,近年來(lái)則多譯作離子遷移譜,與英文字面對(duì)應(yīng)。老規(guī)矩,wiki壓陣。其核心原理是電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下離子在氣體阻尼環(huán)境中的遷移速率差異,這恰與電化學(xué)中 淌度 的概念不謀而合。最早的研究始于1950s,因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、快速、靈敏、小巧便攜適于揮發(fā)物檢測(cè),在安檢、化學(xué)、爆炸物檢測(cè)、在線檢測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用已十分成熟。又因 離子遷移速率與Tof(飛行時(shí)間)概念類似,故時(shí)被戲稱“窮人的質(zhì)譜"。


離子遷移譜(IMS)是大氣壓下的質(zhì)譜。IMS技術(shù)在小型化以及微型化方面則具有其之處:

第一,不需要真空系統(tǒng),整個(gè)裝置可以做得很小。

第二,其靈敏度高,而質(zhì)譜一般是微克(ug)量級(jí),在不加任何富集的情況下,IMS就可以達(dá)到皮克(pg)量級(jí),這些特點(diǎn)使得其很適合于現(xiàn)場(chǎng)在線快速分析;加上近幾年出現(xiàn)的更新探測(cè)器技術(shù),又可能達(dá)到飛克(fg)量級(jí);如果再加上新的手段,其在靈敏度上的前景就不可估量。

第三,具有很好的結(jié)構(gòu)區(qū)分性,能對(duì)同分異構(gòu)體等實(shí)現(xiàn)很好的區(qū)分。

IMS原理很簡(jiǎn)單,采用電離源將中性分子電離成離子,再在電場(chǎng)作用下漂移,不同的離子的遷移率不同,從而將其鑒別出來(lái)。

其優(yōu)勢(shì)是成本低(相對(duì)于質(zhì)譜儀),還有就是能在常壓下進(jìn)行鑒別,不像質(zhì)譜儀需要高真空。但是由于長(zhǎng)期不能建立很好的離子反應(yīng)模型,所以一直不被看好。


近年來(lái),離子遷移又有新發(fā)展,比如利用氣相離子分子反應(yīng)構(gòu)筑新的檢測(cè)模式、質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)、新型離子源等等。其中離子遷移譜與傳統(tǒng)質(zhì)譜的結(jié)合尤為矚目。本文內(nèi)即主要捋一捋各質(zhì)譜廠家的技術(shù)方案。IMS:離子遷移譜的的發(fā)展簡(jiǎn)史?;诠ぷ髟淼牟町?,諸技術(shù)方案可大致分類如下:

漂移時(shí)間離子遷移譜 (Drift-time ionmobility spectrometry, DTIMS)

吸入離子遷移譜(Aspiration ion mobility spectrometry, AIMS)

行波離子遷移譜(Travelling wave ion mobility spectrometry,TWIMS) T-Wave®

高場(chǎng)不對(duì)稱波形離子遷移譜 (Field asymmetric ionmobility spectrometry, FAIMS)

捕集離子淌度質(zhì)譜 (Trapped Ion Mobility Spectrometry, TIMS)


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