離子遷移譜 可以稱之為常壓質(zhì)譜,但是具有簡便,實時,快速的特點,并且具有高分辨率和定性。
離子遷移譜(IMS)是一種分離氣相中離子的分析技術(shù)。 根據(jù)離子的大小和形狀,在大氣壓下,在電場的作用下離子會被分離。 IMS是在機場和海關(guān)中檢測麻醉品,化學(xué)和生物戰(zhàn)劑和爆炸物的*佳選擇。 IMS幾乎可以檢測到任何可被離子化的東西,并已用于從*輕的元素(如氦)到*復(fù)雜的混合物(如蛋白質(zhì)組,代謝組)和完整的生物(如**,手性分離和結(jié)構(gòu)確定)的分析。
離子遷移譜法(IMS)是一種用于對氣相分析物進行痕量分析的大氣壓技術(shù)。 IMS在惰性氣體存在下,根據(jù)其遷移率(一種離子的大小電荷比的度量),在電場中分離離子。 IMS可用于色譜分離后的離子選擇性檢測,質(zhì)譜分析前的離子預(yù)分離或作為獨立儀器使用??梢詸z測到有機或無機化合物,元素,顆粒和生物的離子。 IMS對有機化合物(例如非法**,化學(xué)和生物戰(zhàn)劑)特別敏感。分析可以在幾秒鐘內(nèi)完成;這就是為什么IMS成為在海關(guān)和機場檢測這些材料的優(yōu)選技術(shù),并在**應(yīng)用中得到廣泛使用的原因。
歷史:歐內(nèi)斯特·盧瑟福(Ernest Rutherford)測量了X射線電離形成的離子的遷移率(1897),并使用離子遷移率(1899)表征了離子。在20世紀(jì)的前三十年中,人們對遷移率研究產(chǎn)生了濃厚的興趣,并編寫了大量有關(guān)離子動力學(xué)和實驗數(shù)據(jù)的理論。在那個時期,人們認(rèn)識到了碰撞,吸引力,溫度,壓力,加速電壓和污染對機動性的影響(Langevin,1903)。
在20世紀(jì)30年代和40年代,由于引入了質(zhì)譜分析技術(shù),使得人們對離子遷移率的興趣下降了,而質(zhì)譜法沒有出現(xiàn)在遷移率研究所用壓力下出現(xiàn)的復(fù)雜反應(yīng)。 1948年至1970年是基礎(chǔ)研究(Eiceman和Karpas,2005年)。在此期間,Mason&Schamp(1958)和McDaniel(1964)對離子遷移率進行了許多理論研究,為現(xiàn)代IMS奠定了基礎(chǔ)。在這個時代,人們對流動性研究有了新的興趣:a)原始離子檢測器,在二戰(zhàn)期間和之后被用于檢測潛艇燃料和其他應(yīng)用(Eiceman&Karpas,2005) ; b)Lovelock于1948年發(fā)明的電離風(fēng)速計,它對有機蒸氣敏感(Lovelock&Wasilewska,1949),這為使用遷移率儀器進行化學(xué)分析提供了可能; c)建造合適的漂移管,例如Albritton和McDaniel,類似于現(xiàn)代的漂移管(Albritton et al。1968)。
IMS是由Cohen&Karasek(1970)引入的一種分析工具。在離子遷移譜儀中,有機分子被電離并由電場驅(qū)動以抵抗中性漂移氣體的逆流。離子以其到達(dá)檢測器的方式與漂移氣體發(fā)生多次碰撞,從而降低了其速度。每次碰撞后,離子都會被強加的電場再次加速。加速度和碰撞的交替產(chǎn)生恒定的平均離子速度,該速度取決于離子電荷,質(zhì)量和碰撞截面。這種依賴性使得離子可以通過它們到達(dá)下場檢測器的時間進行識別(St. Louis et al。1989)。
有關(guān)IMS的書籍的**版已經(jīng)發(fā)布(Eiceman&Karpas,2005年),并且已經(jīng)出版了一些IMS評論。 Márquez-Sillero等。 (2011年)評估了IMS的環(huán)境應(yīng)用,IMS是為解決選擇性和靈敏度方面的局限性及其與其他檢測系統(tǒng)的耦合而開發(fā)的分析工具; Kanu&Hill(2008)綜述了質(zhì)譜聯(lián)用IMS與氣相色譜聯(lián)用,用于色譜分離后靈敏和選擇性地檢測化合物。氣相色譜儀-IMS被證明對化合物,尤其是困難基質(zhì)中的復(fù)雜混合物的靈敏和選擇性檢測具有通用性;卡努(Kanu)等人。 (2008年)比較并對比了幾種類型的離子淌度質(zhì)譜儀,并描述了它們在各種分析物上的優(yōu)勢。約翰遜等。 (2007年)評估了IMS在太空探索中的潛力,包括載人航天飛行中的IMS,國際空間站揮發(fā)性有機分析儀,機器人太空探索中的IMS,潛在的外星任務(wù)以及當(dāng)前/未來的方向和發(fā)展。*后,Weis(2005)結(jié)合量子化學(xué)計算對IMS進行了研究,以確定金屬和半金屬的團簇離子的結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)少于100個原子的簇的形狀隨原子數(shù)的變化而變化很大。其他評論集中在離子源上(Guharay等人,2008年),而其他大多數(shù)評論則是關(guān)于大分子相互作用和結(jié)構(gòu)解析的研究。