LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

High Capacity Electrostatic Ion Trap Mass Spectrometer and its Signal Processing

Postery |  | ShimadzuInstrumentace
LC/MS, LC/IT
Zaměření
Výrobce
Shimadzu

Souhrn

Význam tématu


Elektrostatické iontové pasti (EIT) nabízí vysokou citlivost a přesnost v měření hmotnostních spekter iontů, ale tradiční konfigurace trpí omezenou kapacitou v důsledku nízké tolerance na prostorový náboj a komplikovanou detekcí obrazového náboje. Vysoce kapacitní planar EIT dokáže překonat tyto limity, zvýšit dynamický rozsah a zlepšit rozlišovací schopnost při analýze složitých vzorků.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem práce bylo navrhnout a otestovat nový typ rotací symetrické planar EIT s vyšší kapacitou a vyvinout metody zpracování signálu obrazového náboje. Studie kombinuje iontovou optiku, simulace dráh iontů v náboji, návrh sběrných elektrod a pokročilé algoritmy pro separaci harmonických složek signálu za využití waveletové transformace a Fourierovy analýzy.

Použitá metodika a instrumentace


Pro návrh a optimalizaci pole byly použity:
  • Simulační software SIMION a AXSIM pro iontovou optiku a výpočet obrazového signálu.
  • Perimetrický iontový vodič (toroidální IT) s digitálním čtvercovým napájecím pulsem 1 MHz ±500 V pro předchlazení a homogenní injekci iontů.
  • Planární cesta s koncentrovanými soustřednými kroužkovými elektrodami generující rotačně symetrické elektrostatické pole.
  • Detekční systém více sběrných elektrod pro zachycení obrazového proudu.
  • Zpracování signálu zahrnující waveletovou transformaci pro rozdělení spektra na měřítkové koeficienty a následnou lokální Fourierovu transformaci.

Hlavní výsledky a diskuse


V simulacích planar EIT s průměrem 180 mm a 20 mm tloušťkou pole byla demonstrována izochronní dráha iontů v radální, axiální a tangenciální ose. Při 12 ms přechodu bylo možné rozlišit masy 609.00 Da a 609.12 Da. Waveletová transformace snížila počet překrývajících se harmonických, což vedlo k méně zatíženým spektrům pro jednotlivé měřítkové koeficienty. Lineární kombinací signálů z různých sběrných elektrod byly eliminovány vybrané harmonické složky, přičemž základní frekvence zůstala zachována.

Přínosy a praktické využití metody


Navržená planar EIT nabízí:
  • Vyšší kapacitu a signální intenzitu díky většímu objemu pro zachycení iontů.
  • Zlepšený dynamický rozsah bez ztráty hmotnostné přesnosti.
  • Možnost rychlého rozlišení blízkých masových špiček (FWHM > 15 000) v krátkém čase.
  • Potenciál pro aplikace v průmyslové analytice, QA/QC a biochemických analýzách.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další vylepšení lze očekávat v:
  • Rozšíření počtu paralelních detekčních kanálů pro simultánní zpracování signálu.
  • Integraci pokročilých dekonvolučních algoritmů v reálném čase s využitím strojového učení.
  • Kombinaci s dalšími hmotnostními analyzátory pro hyphenovaná uspořádání (LC-EIT-MS).
  • Miniaturizaci a přenosných systémech pro in situ měření.

Závěr


Studie prokázala, že rotací symetrický planar EIT s optimalizovaným elektrostatickým polem a pokročilou analýzou obrazového signálu dokáže významně zvýšit kapacitu, rozlišovací schopnost a dynamický rozsah. Waveletová transformace ve spojení s FFT a vícečtecím sběrem signálu otevírá cestu k efektivnímu potlačení nežádoucích harmonických a real-time dekonvoluci spekter.

Reference


  • D. Zajfman, Y. Rudich a kol. Int. J. Mass Spectrom., 2003, 229, 55
  • A. Golikov, V. Soloyev, M. Sudakov, S. Kumashiro. Patent WO2009001909A21
  • A. Verentchikov. Path from Multi-reflecting ToF to Electrostatic Trap. 10th European FTMS Workshop, 2012
  • E.N. Nikolaev, M.V. Gorshkov. Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes, 1985, 64, 115
  • Q. Sun, C. Gu, L. Ding. J. Mass Spectrom., 2011, 46, 417–424
  • J.B. Greenwood et al. Rev. Sci. Instrum., 2011, 82, 043103
  • L. Ding, R. Badheka. An Electrostatic Ion Trap with Planar Rotational Field Structure. 10th European FTMS Workshop, 2012

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
CDMS mode of FTMS Orbital Frequency Analyzer
CDMS mode of FTMS Orbital Frequency Analyzer Aleksandr Rusinov1; Li Ding2; Sergey Smirnov1; Patrick Knight1; Roch Andrzejewski1; Hiroaki Waki3 1Shimadzu Research Laboratory, Manchester, United Kingdom; 2Ningbo University, Ningbo, China; 3Shimadzu Corp., Kyoto, Japan CDMS OFA data processing 1. Orbital Frequency…
Klíčová slova
cdms, cdmsofa, ofacharge, chargeelimination, eliminationftms, ftmshistogram, histogramions, ionsmass, massfrequency, frequencyion, ionscoring, scoringharmonics, harmonicshigh, highaldolase, aldolaseinaccuracy
Orbitrap Mass Spectrometry: Ultrahigh Resolution for Every Lab
Symposium: New Alternatives in HighResolution Mass Spectrometry Orbitrap Mass Spectrometry: Ultrahigh Resolution for Every Lab Alexander Makarov March 14, 2012 What is Orbitrap™ analyzer? Orbitrap analyzer = = Orbital trapping + Image current detection + Electrodynamic squeezing + External pulsed…
Klíčová slova
orbitrap, orbitrapabundance, abundancerelative, relativehcd, hcdions, ionstrap, trapanalyzer, analyzerltq, ltqvelos, velospreamplifier, preamplifiermass, masshigh, hightic, ticmakarov, makarovfrequency
IMSC: Orbitrap Mass Spectrometry: from Dream to Mainstream
IMSC: Orbitrap Mass Spectrometry: from Dream to Mainstream
2009|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Lunch talk at 18th IMSC Bremen Orbitrap Mass Spectrometry: from Dream to Mainstream Orbitrap is… …awarded… Dr. Alexander Makarov Thermo Fisher Scientific …produced… …commercialized… September 2, 2009 …developed… Irkutsk …in Bremen! Long time ago… A.Pekaln “If you really want to…
Klíčová slova
orbitrap, orbitrapions, ionsoatof, oatoftrap, trapion, ionmass, massoscillations, oscillationstof, toffrequency, frequencyvoltage, voltageltq, ltqfield, fieldresolving, resolvingpartof, partoficr
A GPU ACCELERATED CDMS TRAP TRAJECTORY SIMULATOR AND OPTIMISER
A GPU ACCELERATED CDMS TRAP TRAJECTORY SIMULATOR AND OPTIMISER David Langridge, Keith Richardson, Jeffery Brown, Kevin Giles Waters Corporation, Wilmslow, UK INTRODUCTION Charge detection mass spectrometry (CDMS) is an increasingly popular method for the analysis of large and heterogeneous ions.…
Klíčová slova
trajectory, trajectoryelit, elitoptimiser, optimisertube, tubevoltages, voltagestrap, trapcdms, cdmssimulator, simulatorgeometries, geometriesoptimisation, optimisationgpu, gpuelectrode, electroderesolution, resolutiongeometry, geometryion
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.