高效液相色谱-四级杆/线性离子阱质谱法筛查兽药中非法添加物的研究

建立了一整套利用高效液相色谱-四级杆/线性离子阱质谱对兽药中非法添加物进行筛查的方法。首先,通过比较样品与阴性对照的差异,采用Q3全扫描方式获取靶目标化合物的母离子质荷比(214.2 Da),再对该化合物的质谱参数、色谱分离条件等进行逐一优化,最后利用线性离子阱质谱的"多反应监测触发增强子离子扫描"功能对靶目标化合物与相应标准物质进行谱库匹配分析。综合靶目标化合物的保留时间(6.92 min)、离子质荷比、特征碎片离子及谱库匹配度(93.2)等参数,确证了该品牌的部分兽药中非法添加了氯丙那林。本研究为兽药中非法添加物筛查及定性确证提供了一个有效的思路与方法。

半圆弧面线性离子阱性能优化的模拟研究

半圆弧面线性离子阱具有电极结构简单、便于加工和安装精度高等优点。为进一步提升半圆弧面线性离子阱的分析性能,本研究在实验室原有半圆弧面线性离子阱的基础上提出了一种四面开槽的半圆弧面线性离子阱,并对其电极半径与场半径之比r/r0以及离子出射方向上电极的＂拉伸＂距离进行了优化。模拟结果表明：当r/r0=5∶5,离子出射方向上的电极向外＂拉伸＂0.8-1.2 mm时,离子阱的性能有较大提升,尤其是＂拉伸＂距离为0.9 mm时所得质量分辨率最高,当扫描速率为409 Da/s时,m/z=609 Da的离子质量分辨率可达到6264（M/ΔM,FWHM）。作为对比,本研究同时对双曲面线性离子阱的性能进行了仿真优化,结果表明,经过优化后的半圆弧面线性离子阱的性能可与双曲面线性离子阱相媲美。

非对称三角形电极离子阱的单向出射性能模拟研究

三角形电极离子阱(triangular-electrode linear ion trap,TeLIT)是一种新型结构的线性离子阱,具有简单的电极结构和良好的分析性能。为进一步提高TeLIT的离子探测效率,本实验将离子出射方向的2个电极设置为不同角度,建立非对称结构的TeLIT,通过引入非对称场实现离子单向出射。通过分析电极角度差与其内部电场分布的关系,并模拟离子运动轨迹,获得离子出射情况和模拟质谱峰。理论模拟结果显示:当离子出射方向三角电极的角度差Δα=15°时,在优化的AC频率条件下,三角形电极离子阱的m/z610离子单向出射率可达95%以上,且质量分辨率达到2 647。经优化几何参数后的非对称三角形电极离子阱可在几乎不损失分辨率的情况下实现离子单向出射,大幅提高了单检测器模式下TeLIT的离子探测效率和仪器的灵敏度,使其在小型化质谱仪的开发中具有显著优势。

非对称三角形电极线形离子阱的模拟研究

三角形电极线形离子阱具有结构简单、易加工和质量分析性能好等优点。本研究使用理论模拟方法研究了两种非对称三角形电极线形离子阱内部电场成分分布及质量分析能力:离子出射方向上两个电极角度相同,但与另外两个相同电极的角度不同;离子出射方向上一个电极角度与其它3个相同电极的角度不同。模拟结果表明,当三角形电极线形离子阱出射方向上的一个电极角度为137°,另外3个电极角度为140°时,线形离子阱内部同时引入了奇数阶场和偶数阶场,当扫描速度为1900 Da/s,分析m/z=609 Da的离子的质量分辨率可达到7186。同时,线形离子阱的灵敏度和精度也得到明显提升。

三角形电极离子阱的理论模拟及性能优化

作为一种新型结构的线性离子阱,三角形电极离子阱(TeLIT)具有简单的电极结构与良好的分析性能。为进一步提高TeLIT的质谱性能,本研究考察了TeLIT的性能与电极结构的关系。利用模拟软件SIMION和AXSIM分析TeLIT场半径比与其内部电场分布的关系,并模拟离子运动轨迹,得出模拟离子质谱峰。理论模拟结果表明:优化场半径比可以改善内部电场分布,并能显著提高TeLIT的质量分辨率。最终模拟得出场半径比r_x/r_y=5.75∶5时为最优结构,在该结构下,m/z为1892 Th的离子在扫描速率为1500 Th/s时,质量分辨率可以达到8287;扫描速率降为300 Th/s时,最高质量分辨率可达23000。

多边形电极线形离子阱质量分析器的结构与性能

多边形电极线形离子阱(PeLIT)可以产生四极场为主的电场分布,平衡了质量分辨和电极加工难度之间的关系,电极加工比较简单,同时又可以通过调节电极结构和电场分布实现较好的质量分辨水平。本研究分别从理论模拟仿真和质谱实验两个方面研究分析了PeLIT的结构和性能。仿真研究表明,不同结构的多边形电极线形离子阱具有不同的质量分析性能,负十二极场会显著降低其质量分析性能。实验结果表明,使用优化的多边形电极离子阱分析利血平离子(m/z=609),质量分辨率可达到2500以上。同时,多边形电极离子阱具有优良的质量选择激发以及串级质谱分析性能。

高精度双曲面线性离子阱加工方法研究

针对高精度双曲面线性离子阱加工方法开展了研究,对常见双曲面线性离子阱加工方法进行了对比分析,总结出现有加工方法的局限性。提出了一种高精度双曲面线性离子阱的一体化线切割加工方法,并进行了加工验证,获得了高精度离子阱样件。

新型八电极线性离子阱的理论模拟研究

线性离子阱是目前质谱领域的研究热点之一。为了进一步提升线性离子阱的分析性能以扩大其应用范围,本研究提出一种新型八电极线性离子阱(Octa-electrode linear ion trap,Oe LIT),由8个完全相同的柱状电极和2个端盖电极组成。采用斜边电极结构为例进行研究,配合特定的不平衡射频RF电压施加方式,探究其质量分析性能并实现离子单向出射。利用模拟软件PAN33和AXSIM分析射频电压差Δ和内部电场的关系,得到模拟质谱峰。结果表明,当射频电压差Δ=40%时,斜边八电极线性离子阱获得的质量分辨率最优,m/z 610的离子对应的质量分辨率最高可达3660,与类似结构的三角形电极线性离子阱(Te LIT)的分析结果相比,质量分辨率提高了40%。当Δ=30%时,离子单向出射效率最高可达91%。

圆弧形电极离子阱质量分析器的理论模拟

为了给圆弧形电极离子阱质量分析器的实验研究提供可靠的科学依据,本工作从理论上研究了一种由不同半径的圆弧形电极所组成的线性离子阱。使用SIMION和AXSIM软件对设计的线性离子阱进行计算模拟。通过分析电极半径及其比例与离子阱内的电场分布关系,各种多极场成分分布、离子阱内离子运动轨迹、质谱峰形状、分辨率及离子逐出效率等,得到了圆弧形电极所组成的线性离子阱的优化结构。

基于电喷雾电离源质谱仪系统的八电极线性离子阱性能研究

八电极线性离子阱在前期的理论模拟研究中取得了较好的质量分析性能,为验证理论模拟结果,选择其中最优的结构参数,设计、加工并组装了八电极线性离子阱实物,以此为基础搭建电喷雾电离源质谱测试系统。在传统射频电压施加模式下,测试八电极线性离子阱的分析性能。当扫描速度为765 u/s时,八电极线性离子阱获得离子峰的半峰宽可达0.3 u,对应利血平(m/z 609)的质量分辨率为2030。当分析浓度为10 mg/m^(3)的利血平样品时,对应的质谱峰信噪比可达45.8。本文进一步研究了扫描速度对质量分辨率和灵敏度的影响,实现了离子碰撞诱导解离,分析了不同浓度的25羟基维生素D2标准样品,线性动态范围可达4个数量级。结果表明,八电极线性离子阱具有良好的分析性能,可为结构简化线性离子阱的研究提供全新思路,推动小型化离子阱质谱仪的研究进展。