Недавнее исследование, проведенное исследователями из Института физических наук Хэфэй и опубликованное в журнале Analytical Chemistry , представляет новую технологию фокусировки ионной воронки в электростатическом поле, называемую ионной воронкой постоянного тока (DC). Он реализует фокусировку ионов только с помощью электрического поля постоянного тока, что повышает чувствительность масс-спектрометров.

Масс-спектрометрия реакции переноса протона (PTR-MS) является ценным инструментом во многих областях. Однако, как обеспечить высокую чувствительность при снижении громкости и мощности, остается сложной проблемой для миниатюрных мобильных PTR-MS (M-PTR-MS). Чтобы улучшить чувствительность инструментов PTR-MS, исследователи обычно используют радиочастотное (РЧ) фокусирующее электрическое поле в дрейфовых трубках для фокусировки ионов, что увеличивает энергопотребление и объем и поэтому не подходит для M-PTR-MS.

В этом исследовании исследователи заменили традиционный кольцевой электрод пятью изогнутыми электродами и металлической сеткой, приваренной к изогнутому электроду. Уменьшение внутреннего диаметра пяти изогнутых электродов, которые они разработали, способствует эффективной фокусировке ионов. Так они реализовали воронку постоянного тока, фокусирующуюся в постоянном электрическом поле.

Новая структура имеет много преимуществ. По сравнению с традиционной дрейфовой трубкой чувствительность ионной воронки постоянного тока была увеличена с 3,8 до 7,3 раза. Кроме того, новая дрейфовая трубка с ионной воронкой постоянного тока сохраняет мягкую ионизацию в PTR-MS.

Исследователи применили эту технологию ионной воронки постоянного тока к M-PTR-MS для мобильного мониторинга летучих органических соединений в атмосфере. И результат был впечатляющим.

Кроме того, воронку для ионов постоянного тока можно легко соединить с другими типами масс-спектрометров для повышения их чувствительности обнаружения, что может обеспечить ключевую техническую поддержку для разработки передовых масс-спектрометров.