高场不对称波形离子迁移谱谱图解析中关键问题研究

基本信息
批准号:61374016
项目类别:面上项目
资助金额:79.00
负责人:陈池来
学科分类:
依托单位:中国科学院合肥物质科学研究院
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:汪小华,蒋锐,王英先,殷世平,刘友江,刘英,张乐华,陈然,王泓伟
关键词:
微机电系统痕量检测现场检测谱图解析高场不对称波形离子迁移谱
结项摘要

High-Field Asymmetric waveform Ion Mobility Spectrometry (FAIMS) is a new technology for ion separation at atmospheric pressure based on the characteristics of non-linear changes of ion mobility under high field. This technology has been widely used in high resolution mass spectrometry and has shown the wide application prospects in the field detection for trace substances. After the issues of miniaturization and sensitivity resolved, the key problem of this technology for field detection is the lack of effective spectrum analytical methods which can provide the ability to identify high-resolution. Our research group has started working in this area for a few years, and discovered two novel phenomenon of FAIMS spectrum recently that the peak point drifting of spectrum are frequently associated with peak asymmetry, and peak profile which include peak height and Full Width at Half Maximum are associated with ion mobility value. By studying the behaviors of ions in the multi-field coupling FAIMS drift tube, this project will explore sensitive range of the FAIMS spectra peak position and peak profile, search for the mechanism of nonlinear terms and the linear term of ion mobility in the spectrum, access to the FAIMS spectra peak position model and the spectra peak profile model. Using these two models, we will obtain the precise expression of spectra peak position and peak shape, and obtain the complete information of the ion mobility, thus provide the precise method for spectra analysis and construction.

高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)是一种基于离子迁移率非线性变化特性的常压离子分离识别技术,在高分辨质谱分析领域已得到广泛应用且在痕量物质现场检测领域被寄予厚望。在小型化和灵敏度问题得到解决后,该技术用于现场检测的最大障碍是因缺乏有效的谱图解析方法导致的分辨率不足。本课题组在长期的相关研究中,发现了谱图峰顶点漂移和峰形变化与离子迁移率特征信息的复杂关联。本项目拟对此开展深入研究,通过谱图归纳与微观物理过程分析相结合的方法,研究多场耦合下的离子复杂运动模式对谱图峰的关键影响及敏感关联特性,寻找离子迁移率非线性项和线性项在谱图中的表达方式,得到谱图峰位置模型和谱图峰形状模型。基于此,在对离子迁移率非线性项准确修正同时,拓展基于线性项的全新检测识别维度,从而实现基于谱图解析的高分辨识别能力,推动FAIMS技术早日用于痕量物质现场检测,并为FAIMS谱图库建立提供原理和方法基础。

项目摘要

高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)是一种基于离子迁移率非线性变化特性的常压离子分离识别技术,在痕量物质现场检测领域具有重要的应用前景。现阶段,该技术关键难点之一在于缺乏有效的谱图解析方法。本项目以谱图峰顶点漂移和峰形变化与离子迁移率特征信息的复杂关联新发现为契机,在平台搭建、关键技术研究和谱图获取分析的基础上,发现了空气中水气浓度、扫描电压波形和扫描时间对峰位置、峰高和峰形的影响作用规律,发展了峰形修正方法、峰高衰减和峰位置联合解析的FAIMS多维识别方法,发展了用于峰高衰减效应的振荡衰减迁移管分析器新结构,发展了用于复杂谱图峰提纯的单片级联FAIMS迁移管新结构,发展了玻璃基厚膜薄膜混合工艺的高精度高集成迁移管制作方法,研制了高分辨的FAIMS样机,样机成功应用于化工泵阀泄漏监测。本研究在对离子迁移率非线性项准确修正同时,拓展了基于线性项的全新检测识别维度,推动了FAIMS 技术早日用于痕量物质现场检测,并为FAIMS 谱图库建立提供了原理和方法基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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