用数字离子阱进行快速质量分析

利用数字离子阱技术进行样品的快速质量分析.在样品离子被引入离子阱的过程中,同时扫描数字射频工作电压的频率和离子共振偶极电压的频率,使得离子在进入离子阱质量分析器后,立即被相应的共振偶极电压所共振激发而逐出离子阱,并被离子探测器测量到.本方法相较于传统离子阱分析过程省去了离子引入、离子冷却和离子清空3个阶段,减少了约3/4的实验分析时间.通过对扫描速度、离子门电压参数的优化,数字束缚射频频率从1000～ 400 kHz线性扫描,扫描速度为2385 Th/s,离子门电压为9V,对利血平(m/z 609),精氨酸(m/z 174)等样品的进行测试,离子信号强度达到最优.结果表明,利用本方法可以获得与离子阱质量分析传统方法相同的质谱结果.     

碰撞气体的种类和压力对离子阱质谱性能的影响

基于数字离子阱技术,研究了离子阱质谱分析实验过程使用的碰撞气体种类及压力对离子阱质谱性能,如质量分辨能力、信号强度、串级质谱分析,以及低质量截止效应等的影响.实验过程中,在离子的激发和碰撞诱导解离阶段,分别采用质量数不等的氦气(质量数=4 amu)、氮气(质量数=28 amu)、氩气(质量数=40 amu)等作为碰撞气体,以及不同的气体压力,研究了它们对质谱性能的影响.结果表明,当采用质量数较大的氩气作为碰撞气体时,可以有效改善低质量数截止效应和提高离子碰撞过程中的能量转移效率,同时提高离子捕获和解离效率,但是质量分辨率会明显降低.在获得较高质量分辨率方面,氦气作为碰撞气体时效果最好.在气压相同的情况下,质量数大的碰撞气体有利于提高串级质谱分析效率,即获得更多碎片离子峰和更多有关母体离子结构的信息.     

气相色谱/离子阱质谱中组分图谱提取的主成分分析方法

由于离子阱质谱中容易发生分子-离子反应, 致使质谱图发生改变, 影响与主要由四极质谱建立的参照图谱的匹配效果. 本文采用主成分分析方法对气相色谱/离子阱质谱中组成色谱峰的所有全扫描质谱进行提取, 提取后的质谱图能够有效克服分子-离子反应和基线干扰的影响, 应用不同的匹配算法均能很好地和参照图谱匹配, 和传统方法相比匹配度显著提高, 对目标化合物定性准确.     

离子阱阵列的理论模拟研究

采用电脑模拟的方法对一种新型的离子阱质量分析器——离子阱阵列进行了电极结构的优化.该离子阱质量分析器为一种多通道质量分析器,可以同时对不同的离子进行储存和质量分析.本实验主要研究了该离子阱质量分析器的性能和电极结构之间的关系.通过对离子运动轨迹的计算分析,可以得到模拟的离子质谱峰.通过对模拟离子质谱峰的分析,可以区分出使得离子阱性能较优的电极结构.在对模拟质谱峰的分析中,峰形和离子弹出效率都作为性能指标被考虑.有部分模拟的数据与实验结果进行了对比.     

稳定图的测定与矩形离子阱质谱性能分析

从理论上讲, 离子阱质谱仪的性能是由阱内电场分布决定的,而电场分布又是由组成离子阱的电极几何结构和离子阱工作电压决定的. 对于矩形离子阱, 即使不考虑其几何结构的偏差, 其阱内的电场分布一般也很复杂. 在矩形离子阱内, 除四极电场外, 还包含多种成分的其他各种高阶场, 它们直接影响离子在阱内的运动轨迹和离子阱质谱的性能. 由于各种电场成分对离子阱内离子运动的影响非常复杂, 还很难从数学上给出精确的解析解, 使得目前从理论上还无法预测高阶场成分对质谱性能的影响. 本工作通过测定不同几何结构的矩形离子阱的稳定图, 从实验上比较了不同场半径, 即不同电场分布条件下的离子阱质谱性能的差别. 实验中, 通过改变离子阱的几何比例结构, 详细测定了不同结构的矩形离子阱的稳定图特征, 并与实验测得的质谱分析结果进行比较. 同时, 我们还详细介绍了矩形离子阱质谱的稳定图的测定方法, 并根据得到的不同情况下的稳定图结构分析了离子阱的质谱性能. 研究结果表明： 可以通过比较试验得到的稳定图结构来判断其离子阱质谱仪的性能如质量分辨能力等. 此外, 实验结果还发现： 对于y方向拉伸结构的矩形离子阱, 其实验绘制得到的是不完整的稳定图. 但根据稳定图边界的特点, 通过采用四极直流电压调制的方法, 可以对y方向拉伸结构的矩形离子阱的性能进行改善, 极大地提高了阱的质量分辨能力.     

大黄酸ESI-IT MS质谱行为及碎片离子的量子化学研究

采用电喷雾-离子阱质谱(ESI-IT MS),获取大黄酸分子的一级质谱和多级质谱碰撞诱导解离下的碎片离子,以量子化学计算大黄酸分子及其主要碎片离子的质谱行为。通过对质谱离子几何参数、键断裂能、电荷变化、自旋密度以及前线分子轨道的分析,可得到m/z 282.8、256.9、238.9、210.8、192.8、182.8、166.8离子的稳定构型以及质谱裂解途径,从而较系统地解释了大黄酸分子在ESI-IT MS中的裂解行为。     

离子阱质量分析器中直流电压驱动的串级质谱分析方法

本发明属于质谱分析测试技术领域,具体为离子阱质量分析器中直流电压驱动的串级质谱分析方法。本发明方法具体包括离子选择隔离、碰撞诱导解离和质量分析三个阶段。在碰撞诱导解离阶段,通过在离子阱质量分析器电极上施加非对称波形射频工作电压,使得在离子阱中心产生偏置直流电压。此偏置直流电压使得被隔离的具有一定质荷比的母体离子偏离离子阱束缚中心获得能量而被激发。被激发到高能量状态的离子,可以与与离子阱中的中性分子发生碰撞并解离,实现串级质谱分析。本发明不需要额外的直流电源,仅通过软件的控制即可实现偏置直流电压,实现时序控制,可以显著简化实验装置和方法。     

芦丁的电喷雾离子阱质谱分析

研究了芦丁在电喷雾离子阱质谱(ESI-MS)下的主要特征碎片离子及其裂解规律。应用电喷雾离子阱质谱技术研究芦丁的结构和正、负离子扫描条件下芦丁的主要特征碎片离子及其裂解规律。芦丁在正、负离子模式下均可得到较好的质谱信息,在正离子模式下,容易与Na+形成[M+Na]+的准分子离子,并裂解形成碎片m/z 605,487,331,325,313,185等,在负离子模式下,形成[M-H]-的准分子离子,并进一步碎裂形成碎片m/z 301,283,257,255,229,227,211等。分别阐明了芦丁在正、负离子模式下的电喷雾质谱碎裂规律,并对主要特征碎片离子进行归属,为进一步芦丁的结构优化和修饰提供了有价值的依据。     

气相色谱矩形离子阱质谱联用仪的设计与性能

气相色谱离子阱质谱联用仪(GC-ITMS)广泛地应用于药物分析、环境分析、农药检测和食品分析、有机化学品分析、毒品分析以及医学和生物分析等领域。离子阱质谱作为色谱的检测器,决定了色质联用仪的分析性能,包括检出限、分辨率。离子阱质量分析器从传统的双曲型3D离子阱发展到2D线性离子阱,质量歧视效应得到了极大的改善,灵敏度得到了提高。矩形离子阱作为线性离子阱,结构简单,加工和装配容易,因此应用到GCMS系统中将具有非常大的优势。介绍了矩形离子阱质谱仪的设计方案、仪器整机的性能测试、质量分辨和质量歧视效应分析,与Agilent6890组成GCMS联用仪,对实际样品进行了分析。     

离子阱颗粒质谱研究进展

随着质谱技术的不断发展,对超高质量颗粒物质的分析已经成为质谱领域研究的一个重要方向.离子阱颗粒质谱(particle ion trap mass spectrometry)作为用于完整颗粒质量分析的有利工具,拓展了质谱技术在巨大颗粒物质量分析中的应用范围.本文对离子阱颗粒质谱仪器的研究进展及其在各个领域的应用进行了综述,并展望了离子阱颗粒质谱未来的发展趋势.     

阶梯电极离子阱质量分析器的结构与性能

本研究从理论上优化了一种新型结构的线型离子阱质量分析器-阶梯电极离子阱质量分析器,它是由2对阶梯电极与1对端盖电极组成。与传统平板电极矩形离子阱长阶梯电极离子阱相比,具有调节电场分布的优点,同时在几何结构设计上更接近于双曲面电极结构,但比双曲面电极更容易加工。通过改变阶梯电极结构的高度、宽度、场半径比例等几何参数,实现了对离子阱内部电场分布的优化,从而实现离子阱性能的优化。理论模拟研究结果表明,根据几何结构和电场分布优化获得的阶梯电极离子阱质量分析器(X0×Y0=9 mm×5 mm),可以在225 Da/ s 扫速下获得10150的质量分辨率。阶梯电极离子阱结构简单,分辨能力明显高于矩形离子阱。初步的实验结果表明,阶梯电极离子阱具有较好的串级质谱分析性能。     

四极离子阱数字式共振激发控制技术的研发与应用

共振激发控制技术是提高四极离子阱分辨率、灵敏度,实现其多级质谱分析的关键技术。针对质谱仪小型化趋势,提出基于现场可编程门阵列(filed-programmable gate array,FPGA)软件实现直接数字合成器(direct digital synthesizer,DDS)信号幅度调制的方法,开发出数字式共振激发控制技术,研制出结构更简单的共振激发控制系统。在对性能要求较高的电喷雾离子源-矩形离子阱质谱仪中,应用这套系统实现了单质荷比选择离子、三级质谱分析和600~2000 Thomson质荷比范围的全扫描等功能。相比使用模拟技术实现幅度调制的控制单元,数字式共振激发控制单元的功耗只有其10%,系统性能也满足四极离子阱的需求。     

电喷雾电离源测定印刷线路板阵列离子阱的分析性能

电喷雾电离源(ESI)测定了印刷线路板材料制成的四通道PCB矩形离子阱中一个通道的的分析性能。结果表明,质谱峰检测到的离子信号的种类和强度明显受到离子动能的影响。当离子动能低于18 eV,则得到的质谱峰主要为精氨酸Arg离子(m/z 175.2),增加其离子动能则Arg离子(m/z 175.2)易碎裂,发生脱胍基、脱水等反应。在正弦波的射频模式下测定了离子质量隔离和离子质量选择激发,以SWIFT缺口频率为50～60 kHz,75～85 kHz和130～145 kHz分别隔离了m/z 175.2,117.3和71.8的离子;用频率为55、80和135 kHz的正弦波(振幅为1.0 V)选择激发弹出了m/z 175.2,117.3和71.8的离子。在氦气气氛下,频率为102 kHz正弦波可以使得Arg离子(m/z 175.2)发生碎裂,得到m/z 157.2,130.3和117.3碎片离子。电流积分法的测定结果表明,在256 kHz共振激发时离子测定效率为46.3%,在边界弹出时,离子测定效率约为9.7%。     

数字化矩形离子阱质谱仪的设计及性能

将数字化离子阱技术和矩形离子阱(RIT)技术相结合,建立了数字化矩形离子阱质谱仪.此技术和装置既具有数字化电源的结构简单、输出稳定和易精确控制等特点,又结合了矩形离子阱的高离子存储效率、结构简单以及加工和装配容易等优点.构建了基于电喷雾(ESI)电离源的数字化矩形离子阱质谱仪系统,并使用Fenfluramine和PPG2000分别对此系统的质量分辨率和质量范围进行了测试.研究结果表明:一个用印刷线路板(PCB)制作的简单矩形离子阱,在200 V(半峰值)的数字束缚电压的驱动下,获得了大于500的质量分辨率和超过2600 Th的质量范围.实验证明,数字化离子阱技术的应用可以显著提高矩形离子阱的性能,特别是质量范围等关键的质谱仪指标.     

一种基于数值分析的矩形离子阱仿真优化方法

提出了一种对矩形离子阱进行仿真设计和优化的方法。该方法以数值分析为基础,对离子在矩形离子阱中的运动进行分析,得到相应的离子运动二阶微分方程。然后使用数值分析的Runge-Kutta法,对此二阶微分方程进行求解,可以得到理想状态下离子在离子阱中稳定的条件,从而完成对矩形离子阱的设计和优化。采用本方法,设计并优化了一种矩形离子阱,质量范围最大为260 amu/e,使用乙醇作为目标样品,紫外灯源作为离子源,法拉第筒作为检测器,对该矩形离子阱进行了质谱实验,成功得到了质谱结果,验证了所提出的数值分析仿真优化方法的实用性和正确性。本方法简单易行,便于修改,针对性强,可对多个参数使用循环遍历的方式来寻找最优值,特别适用于对未知结构或参数的探索研究。以此方法为基础可开发离子运动仿真软件,有很好的应用前景。     

离子阱GC-MS-MS检测鼠药中的毒鼠强

建立了离子阱气相色谱-串级质谱（MS—MS）检测鼠药中毒鼠强的方法。测定毒鼠强的线性范围为0．2～5．0mg／L,线性相关系数为0．9984,检出限为0．0013mg／kg,回收率为76．1％～116．7％,测定结果的相对标准偏差为6．1％（n=6）。同时利用二级质谱分析了毒鼠强裂解规律,该法对毒鼠强具有良好的确证性。     

微柱高效液相色谱-质谱/质谱快速鉴定混合蛋白质新方法

发展了一种混合蛋白质快速鉴定的新方法.将几种蛋白质的混合物于热变性后直接在溶液中酶解,利用微柱高效液相色谱-离子阱串级质谱进行肽谱/氨基酸序列分析,并结合Mascot数据库搜索处理功能,实现了混合蛋白质快速准确的鉴定.     

超高效液相色谱-三重四极杆复合线性离子阱质谱法同时测定指印中36种降压药

指印中蕴含着供体摄入成分等相关信息,通过对其分析可对供体进行特征刻画,从而为案件侦查提供线索,指印分析也可用于药物摄入的定性检测,因此检验指印中的降压药具有重要的实际应用价值.建立了超高效液相色谱-三重四极杆复合线性离子阱质谱(UPLC-Q-TRAP/MS)同时检测指印中36种降压药的方法.前处理方法采用沉淀蛋白法,使...     

异黄酮同分异构体的ESI-IT-TOF质谱特征及区别

采用电喷雾-离子阱-飞行时间串联质谱(ESI-IT-TOF)技术, 在正/负离子检测模式下对芒柄花素及其同分异构体7-甲氧基异黄酮的质谱裂解规律进行了系统研究. 实验结果表明, 该化合物在正、负离子模式下均得到了5级高分辨质谱. 结果显示, 二者在负离子模式下的碎片相同, 而在正离子模式下的碎片裂解不同. 根据正负离子模式的5级高分辨质谱推导了两者的可能裂解规律, 丰富了异黄酮的ESI-MSn数据, 为其它异黄酮类化合物的分析鉴定提供了有效的质谱方法.     

高效液相色谱-电喷雾离子阱质谱法鉴定人尿中奥美拉唑代谢物

应用高效液相色谱－电喷雾离子阱质谱法鉴定了人口服奥美拉唑（OPZ）后0－6h内尿中的代谢物。尿中代谢物经富集后，应用高效液相色谱法分离，然后在线进行选择离子扫描（SIM）、二级碎片离子全扫描（full scan MS^2)和三级碎片离子全扫描（full scan MS^3)，进行对尿中微量的烷烃羟基化、O－脱烷烃化、硫氧化和还原以及葡萄糖醛酸化和硫酸化的9种代谢物进行了质谱解析。