超高分辨离子迁移谱技术及应用进展
2021-09-23徐一仟杨其穆蒋丹丹王卫国李海洋
徐一仟,杨其穆,蒋丹丹,厉 梅,王卫国,陈 创,李海洋
(1.中国科学院大连化学物理研究所,分离分析化学重点实验室,辽宁 大连 116023;2.中国科学院大学,北京 100049)
离子迁移谱(IMS)是一种在电场作用下通过离子在中性气体中迁移,从而实现离子分离与检测的技术[1]。自20世纪30年代首次提出测量离子迁移率的方法后[2],在20世纪60年代中叶,Franklin GNO公司开发出第一台商品化的IMS仪器,并应用于军工化学品的监测[3-4]。此后一直到20世纪70年代,对IMS的理论研究、仪器结构以及化学检测能力的大量开创性研究为现代化的IMS仪器奠定了基础[3,5-6]。自20世纪80年代中叶以来,通过改进样品进样方式、电离方法、离子注入技术以及离子分离技术,大大提高了IMS的分析性能[1]。IMS发展至今已具有三大技术优势[7]:1) IMS可与电离效率较高的大气压化学电离源联用,获得10-12量级的检测限;2) IMS分析可在毫秒量级内完成,且与色谱、质谱分离相正交;3) 离子迁移率K与离子形状、尺寸等结构信息直接相关。基于前2种优势,IMS被广泛用于化学战剂、爆炸物、毒品及危化品的现场快速检测,并发展成为一种主流核心技术[8-11]。如今,在世界各地的机场中,均可见到IMS仪器的身影[12]。配备预分离气相色谱的IMS开始用于复杂样品分析,如食品药品质量控制、工业过程控制、呼出气分析等[13-17]。近年来,得益于后2种技术优势的结合,IMS在生物样品分析中获得了广泛应用[18-20]。一方面,IMS具有毫秒级分析速度,适合与色谱、质谱联用[21],构筑三维甚至四维分离系统[22],满足复杂样品对高选择性检测的需求;……
