痕量挥发性有机物的高场不对称波形离子迁移谱研究

高场不对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry,FAIMS)技术是一种快速、高灵敏的痕量物质检测技术.利用自制的高场不对称波形离子迁移谱仪分别对丙酮、苯和甲苯样品进行了检测,结果表明三种挥发性物质在谱图中的分离效果优于传统离子迁...     

非对称离子门控制方法和对离子迁移谱分辨率的改善

为了改进离子门的驱动方式,简化离子门驱动电源设计和提高离子迁移谱分辨率,通过增加一组电阻实现离子门两端的不对称供电,再对低电压端的电压进行控制实现离子门功能。分析了该方式下的两种情况对迁移管内的电场、离子迁移谱的分辨率和信噪比的影响。借助SIMION7.0对离子门两边的电场分布进行了模拟和比较,并应用数值化拉普拉斯方程的方法计算了迁移管轴线的电场数据。实验证明：相比常规迁移谱的离子门浮地驱动电源,这种驱动方法成本低,离子门电源的设计简单,能够明显提高离子迁移谱的分辨率。该方法能够应用于离子迁移谱的测量仪器或实验设备。     

离子迁移谱在生物医学中的应用介绍

概述了离子迁移谱的特点及其工作原理,给出了离子迁移谱技术应用领域,并对该技术在生物医学领域中的应用及其最新进展进行了阐述,最后通过对研究结果进行分析,得出结论:离子迁移谱在生物医学这一领域正逐步吸引越来越多的科学家的兴趣,具有重要的应用价值和发展前景。     

挥发性有机物同分异构体光电离-离子迁移谱检测研究

自行研制的紫外光电离-离子迁移谱装置,对碳链异构、官能团异构和官能团位置异构的11种同分异构体挥发性有机物进行了实验研究,结果表明,这些有机同分异构体能够在离子迁移谱中实现分离。得到了11种挥发性有机物离子的约化迁移率,对实验所研究的同分异构体而言,迁移率大小符合以下规律:直链<分支<环状,一级<二级<三级,对位<间位<邻位,醇类<酮类<芳香类。实验中用指数稀释法对11种样品进行了定量分析,利用该方法得到装置检测限达到ppb～ppm量级。其中对丙醛、叔丁醇、乙苯、乙醚等同分异构体的光电离离子迁移谱研究均为首次报道。     

基于时频谱特征的白酒品质分类方法研究

为了建立快速、准确的白酒品质鉴别方法,利用机器学习方法对不同品质的白酒建模。为了提取不同品质白酒的特征,使用离子迁移谱对不同品质白酒进行分析,构建了基于白酒离子迁移谱信号的特征向量,并对不同品质的白酒进行了识别与分类。白酒样本的离子迁移谱信号通过利用美国Excellims公司GA2100型电喷雾-离子迁移谱仪（ESI-IMS）采集获得,每一个离子迁移谱信号是强度随时间变化的时间序列信号;提取了原始数据离子迁移谱的时域特征谱峰。为了获得更全面的特征,对离子迁移谱数据进行了傅里叶变换并提取频域内的特征谱峰。同时为了表述信号变化的特征,计算了离子迁移谱的谱熵和过零率,构建N×9维的特征向量矩阵;使用主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)分别对上述获得的特征进行了特征降维,其中使用PCA对特征向量矩阵降维后的前三维特征对整体特征的累计贡献率达到了95%,而使用LDA对特征向量矩阵降维后的前两维特征对整体特征的累计贡献率就达到了95%。因此,选择了LDA作为特征降维方法;最后,利用机器学习中的非线性分类器支持向量机(SVM)对白酒离子迁移谱数据进行分类研究。实验结果表明,在真酒和添加酒精的白酒二分类中,SVM方法正确分类率达到100%;而在真酒和分别添加10%,20%,30%,40%和50%酒精浓度的五种假酒的六分类中,SVM方法正确分类率达到99.7%。比较了逻辑回归(LRM)分类、模糊C均值分类(FCM)和K近邻分类(KNN)对白酒样本离子迁移谱分类实验结果。研究表明,对于离子迁移谱非常接近的真酒和添加酒精的白酒,基于频谱特征向量的SVM方法能够准确的区分开来,为白酒的品质鉴别提供了一种新的检测方法。     

光电离-离子迁移谱快速监测一次性医疗器械中的环己酮

聚氯乙烯制成的一次性医疗器械在生产加工过程中,常使用环己酮作为部件粘结剂。由于残留的环己酮可释放到医疗器械管道和储存的溶液中,并可能对病人产生一定的副作用,因此,医疗器械中环己酮的快速检测日显重要。利用自主研制的紫外光电离-离子迁移谱装置对环己酮进行检测,检测限为15ppb,检测线性动态范围达到三个数量级。分别对三个品牌一次性输液器包装中的气体进行迁移谱测量,获得包装内环己酮的平均浓度分别为16.78,17.59和46.69ppm。该方法可以用于一次性医疗器械中环己酮等有机溶剂的快速检测,进行医疗器械产品的质量监控。     

离子迁移谱检测技术及其应用

离子迁移谱技术是最近几十年发展起来的对微量化学物质进行检测的一种方法．目前它在探测各种化学物质，尤其是毒品和爆炸物方面获得了广泛的应用．文章主要对离子迁移谱仪的原理和检测方法、核心部件——迁移管的构造、其中的化学反应过程以及仪器的应用等几个方面作了介绍．     

酮类有机物放电离子淌度谱研究

离子淌度谱是一种快速检测痕量挥发性有机物的高灵敏方法。在放电离子源离子淌度谱装置上,研究了八种酮类有机物的离子淌度谱。实验测量了各种离子的约化迁移率,其中丙酮、正丁酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、苯乙酮的实验结果与前人63Ni放射源离子淌度谱相一致,而甲基异丙基酮、4-甲基-2-戊酮、环戊酮单体和二聚体离子的约化迁移率则是首次报道。实验测量的约化迁移率与离子质量线性相关,获得的对酮类有机物检测灵敏度在ng·L-1量级。     

甲基异戊酮的离子迁移谱

在自行研制的离子迁移谱仪器上,制备了反应离子质子化水团蔟离子[H＋（H2O）n],并研究了甲基异戊酮的迁移谱。甲基异戊酮的产物离子峰的个数由浓度决定,当浓度在0.004μg/L时出现一个产物离子峰,当浓度达到0.1μg/L时出现两个产物离子峰,当浓度达到1μg/L时出现一个产物离子峰。甲基异戊酮与反应离子发生反应,生成单体团簇离子和二聚体团簇离子。实验测量了各种离子的约化迁移率。     

Separation of Ions from Volatile Organic Compounds Using High-Field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry-Mass Spectrometer

对高场非对称波形离子迁移谱-质谱联用(FAIMS-MS)进行了分析. FAIMS将离子从气态的挥发性有机化合物中分离出来. 采用真空紫外灯离子源在常压下对样品进行电离,紫外灯发射的光子能量为10.6 eV,波长116.5 nm. 迁移区由两块平行的金属平板电极构成,尺寸为10 mm×8 mm ×0.5 mm. 采用频率1 MHz、电压峰值1.36 kV、占空比30%的高场非对称方波电压,对丙酮、丁酮和两者混合物进行FAIMS-MS实验. 质谱结果表明,离子和中性分子之间存在分子离子反应,同时在丙酮和丁酮的混合物中有质子转移. 调节补偿电压从-30～10 V以0.1 V的步长扫描,实现了在质谱仪之前进行离子分离的功能.