从1960年代到今天:伊恩移动质谱的发展历程有多惊人?

在分析化学的领域里,离子移动质谱(IMS-MS)是一种十分重要的分析方法。这项技术能够根据气相离子与碰撞气体的互动及其质量来分离离子,并在极短的时间内对其进行详细的分析。在这个过程中,IMS技术的发展历程不仅令人惊讶,更显示出科学与技术进步的频率与速度。

发展历程

伊恩移动质谱的发源可以追溯到1960年代。早期的先驱之一,厄尔·W·麦克丹尼尔(Earl W. McDaniel)被誉为IMS-MS之父,在1960年代,他将低场的离子移动漂流池与质量分频器结合起来。 1963年,贝尔实验室率先在时间飞行质量分谱与离子移动质谱间进行了开创性的结合。

在1969年,科恩等人对IMS-QMS系统提出了专利,这一系统在当时代表着对TOFMS的一大突破。

随着时间的推移,许多的技术创新陆续出现。 1996年,Guevremont等人在ASMS会议上展示了IMS-TOF的海报,而1997年,Tanner则专利了一种可用作IMS分离的四极场装置,进一步推动了该领域的研究。

仪器设置

离子移动质谱的仪器通常由离子移动分谱仪和质谱仪组成。样品从气相中被转化为离子,这个过程可以用多种离子化方法来实现,这些方法根据分析物的物理状态而异。

在固体样品的分析中,激光辅助解吸离子化(MALDI)被广泛采用,特别是对大型分子来说更为合适。

离子移动的分离技术

在IMS-MS中,各种离子移动技术可以组合应用以达到更高的灵敏度。例如,漂移管离子移动分谱(DTIMS)通过电场使离子在管道中移动,不同的离子因为碰撞截面积的不同而被分离。此外,差异性移动分谱(DMS)技术也在不断进步,它利用高电压的非对称波形进行分离。

应用范畴

IMS-MS技术在分析复合混合物方面的潜力不可小觑。根据不同的移动性,它可以使气相离子的结构得到深入研究,并且在分子建模分析中具有优势。这一技术在发现新化合物、爆炸物检测及蛋白质分析方面都扮演着举足轻重的角色。

最近,微型FAIMS已经与电喷雾离子化质谱法和液相色谱质谱法集成,能够在质量分析前快速分离离子,大大提高了分析的灵敏度。

而在现今,气相离子激活方法也被应用来深入探索复杂结构,其中碰撞诱导展开(CIU)技术令研究者能够观察离子结构的变化,并且深入了解分子之间非共价相互作用。这些方法在多个领域中均展现了其有效性,包括药物分析和生物化学应用等。

展望未来,IMS-MS技术是否会在科学界中继续扮演重要角色,并引领分析化学新潮流?

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