行波離子遷移譜的行波脈沖電源設(shè)計及應(yīng)用

李 宏，鄧輔龍，郭 星，呂炎曈，岳寒露， 王如新，楊燕婷，趙忠俊，段憶翔

(1.四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610044；2.西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710127； 3.四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，四川 成都 610044；4.成都艾立本科技有限公司，四川 成都 611930； 5.四川大學(xué)機械工程學(xué)院，四川 成都 610044)

離子遷移譜(ion mobility spectrometry, IMS)是利用電場推動分析物通過充滿緩沖氣體的漂移管，基于離子尺寸和形狀實現(xiàn)氣相離子分離[1]的方法，已被證明在化學(xué)戰(zhàn)劑[2]、爆炸物[3]和污染物[4]等方面具有應(yīng)用價值。近年來，離子遷移譜與質(zhì)譜(mass spectrometry, MS)的兼容連通性以及離子遷移譜-質(zhì)譜(IMS-MS)平臺的商業(yè)化受到臨床和食品分析等領(lǐng)域研究人員的關(guān)注，在蛋白質(zhì)[5]、糖類[6]、代謝組學(xué)[7]、脂質(zhì)[8]檢測分析中得到了應(yīng)用。現(xiàn)有的離子遷移譜包括傳統(tǒng)的漂移管離子遷移譜(drift tube ion mobility, DTIMS)[9]、場不對稱離子遷移譜(field-asymmetric ion mobility, FAIMS)[10]、微分離子遷移譜(differential mobility spectrometry, DMS)[11]、捕集遷移譜(trapped ion mobility spectrometry, TIMS)[12]和行波離子遷移譜(traveling wave ion mobility spectrometry, TWIMS)[13]。

提高離子遷移譜的分辨率具有重要意義。傳統(tǒng)的DTIMS性能受所施加電場最大場強和線性漂移管長度的制約，通過提高漂移管電壓來提高電場強度存在電壓擊穿的現(xiàn)象，同時線性漂移管長度過長也不切實際。基于無損離子操作結(jié)構(gòu)的行波離子遷移譜(structures for lossless ion manipulations-based TWIMS, SLIM TWIMS)作為現(xiàn)有離子遷移譜中的一種，將 TWIMS技術(shù)[13]使用低幅值電壓提供電場的優(yōu)點與無損離子操作結(jié)構(gòu)[14-15]易在緊湊空間實現(xiàn)超長路徑的優(yōu)勢相結(jié)合，通過增大離子漂移路徑提高儀器分辨率。行波無損離子操作結(jié)構(gòu)(TW-SLIM)作為SLIM TWIMS的核心部件，使用低幅值的行波電壓產(chǎn)生振蕩電場以驅(qū)動和分離不同種類的離子。……