技术特点及其优势
离子淌度(ion mobility,IM),又称离子迁移率,是指在电场强度为1 V/m或电场力为1N时正离子或负离子的运动速度,单位为m/V。在IMS中,离子在电场力加速的作用下向前运动,在运动中与淌度管(漂移区域)内的缓冲气体(常用的气体是氮气)发生碰撞并产生阻力,受到的阻力越大,离子在淌度管内的漂移时间(Drift Time)越长,每个离子由于漂移时间的不同而实现分离。因此,就像通过液相分离可以得到化合物的保留时间一样,通过淌度分离后,可以得到每个离子的漂移时间。

离子漂移时间的大小与离子的质荷比、离子带电荷的数目和离子的三维结构有密切的关系。离子的质荷比越大,在淌度管内的漂移时间越长;相同质荷比的离子,带电荷数目少的离子在淌度管内的漂移时间越长。相同质荷比的离子且带电荷数数目相同,结构越舒展的离子在淌度管内的漂移时间越长(如图1所示)。在高分辨质谱上面使用淌度技术,可实现在保留时间、荷质比基础上的另一位分离。实现包含Intensity、Retention time of LC、m/z 、Drift time (CCS) 的4维数据的分离。
通过离子的漂移时间,经过软件处理后,可以得到每个离子与淌度管内气体的碰撞衡截面积CCS(Collision Cross Section)。离子的CCS值离子的物理常数,相同的化合物,其CCS值不受保留时间和基质影响,因此,CCS值可以做为离子的定性参数。此参数可用于目标化合物的筛查或未知化合物的鉴定等。 沃特世拥有两款包含离子淌度技术的高分辨质谱仪:
a) 经典款 — SYNAPT系列淌度高清质谱

淌度池与碰撞池为一体,位于四极杆质量分析器的后面,其整个淌度池处于稳定的高真空状态,可通过前面的四极杆先选择离子后再进行淌度分离,使用TRIWAVE技术,由Trap-Ion Mobility Separation-Transfer三部分组成,使用更灵活,使用于科学研究,可自主设定更多参数,实现更多功能。如通过淌度池实现TAP功能,即可得到目标离子及其二级碎片的碎片(三级碎片) ,可用于精细结构解析及结构确认。目标离子在trap打碎后产生的二级碎片(包括目标离子) 经过IMS(淌度分离) 后,进入transfer后进一步打碎, 进而得到二级碎片(包括目标离子) 的碎片。另外,可使用不同的淌度气体实现不同的分离效果,如使用氮气或者二氧化碳等。

图. SYNAPT淌度高清质谱结构图
图. SYNAPT淌度高清质谱淌度池结构及获得MS3说明
b) 用于常规分析 — VION IMS QTof

Vion IMS QTof 将淌度技术常规化,通过特定的硬件和软件的设计,使淌度质谱使用起来更简单,可用于常规化合物的检测。
Vion 仍使用TRIWAVE技术,但淌度池由Trap-Ion Mobility Separation两部分组成,并位于四极杆的前端,使得一级离子即可进行淌度分离,且在淌度池内使用沃特世专利技术确保淌度池内压力非常稳定,可获得稳定的质量数和CCS值。

图. Vion IMS QTof结构图
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