從1960年代到今天:伊恩移動質譜的發展歷程有多驚人?

在分析化學的領域裡,離子移動質譜(IMS-MS)是一種十分重要的分析方法。這項技術能夠根據氣相離子與碰撞氣體的互動及其質量來分離離子,並在極短的時間內對其進行詳細的分析。在這個過程中,IMS技術的發展歷程不僅令人驚訝,更顯示出科學與技術進步的頻率與速度。

發展歷程

伊恩移動質譜的發源可以追溯到1960年代。早期的先驅之一,厄爾·W·麥克丹尼爾(Earl W. McDaniel)被譽為IMS-MS之父,在1960年代,他將低場的離子移動漂流池與質量分頻器結合起來。1963年,貝爾實驗室率先在時間飛行質量分譜與離子移動質譜間進行了開創性的結合。

在1969年,科恩等人對IMS-QMS系統提出了專利,這一系統在當時代表著對TOFMS的一大突破。

隨著時間的推移,許多的技術創新陸續出現。1996年,Guevremont等人在ASMS會議上展示了IMS-TOF的海報,而1997年,Tanner則專利了一種可用作IMS分離的四極場裝置,進一步推動了該領域的研究。

儀器設置

離子移動質譜的儀器通常由離子移動分譜儀和質譜儀組成。樣品從氣相中被轉化為離子,這個過程可以用多種離子化方法來實現,這些方法根據分析物的物理狀態而異。

在固體樣品的分析中,激光輔助解吸離子化(MALDI)被廣泛採用,特別是對大型分子來說更為合適。

離子移動的分離技術

在IMS-MS中,各種離子移動技術可以組合應用以達到更高的靈敏度。例如,漂移管離子移動分譜(DTIMS)通過電場使離子在管道中移動,不同的離子因為碰撞截面積的不同而被分離。此外,差異性移動分譜(DMS)技術也在不斷進步,它利用高電壓的非對稱波形進行分離。

應用範疇

IMS-MS技術在分析複合混合物方面的潛力不可小覷。根據不同的移動性,它可以使氣相離子的結構得到深入研究,並且在分子建模分析中具有優勢。這一技術在發現新化合物、爆炸物檢測及蛋白質分析方面都扮演著舉足輕重的角色。

最近,微型FAIMS已經與電噴霧離子化質譜法和液相色譜質譜法集成,能夠在質量分析前快速分離離子,大大提高了分析的靈敏度。

而在現今,氣相離子激活方法也被應用來深入探索複雜結構,其中碰撞誘導展開(CIU)技術令研究者能夠觀察離子結構的變化,並且深入了解分子之間非共價相互作用。這些方法在多個領域中均展現了其有效性,包括藥物分析和生物化學應用等。

展望未來,IMS-MS技術是否會在科學界中繼續扮演重要角色,並引領分析化學新潮流?

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