Advancements in Increasing Resolution in Multi Reflecting TOF Mass Spectrometry with Folded Flight Path

Význam tématu

HRMR-TOFMS se složenou dráhou letu (FFP) nabízí mimořádně vysoké rozlišení nad 100 000, což umožňuje jednoznačnou identifikaci stopových látek v komplexních vzorcích. Je vhodná pro aplikace v petroleomice, metabolomice, environmentální i forenzní analýze.

Cíle a přehled studie

Autoři představili vývoj nového hmotnostního analyzátoru využívajícího 4. řád zaměřování energie a průlomovou multiplexní techniku Encoded Frequent Pulsing (EFP™). Cílem bylo zvýšit rozlišení, citlivost a rychlost analýzy v rámci GC-HRMS.

Použitá metodika a instrumentace

• Simulace iontové optiky: Axion, SIMION, Ion Tracer
• Nová geometrie iontového zrcadla pro 4. řád zaměřování energie a plný 3. řád prostorového zaměřování
• Multiplexování signálu pomocí EFP™ pro zvýšení duty cycle (10–100×)
• Analytická sestava: GC-HRMS prototyp s EI zdrojem a FFP analyzátorem

Hlavní výsledky a diskuse

• Experimentální rozlišení >100 000 (FWHM) v rozsahu m/z 10–1500
• Maximální rozlišení až 150 000 pro detekci náročného dvojčlenu C3/SH4 s roztečí 3,37 mDa
• Vysoká rychlost akvizice až 200 spekter/s a zvýšená duty cycle zlepšily detekční limity a dynamický rozsah
• Ukázka separace a identifikace látek jako methaqualon a strychnin ve spikovaných vzorcích

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost jednoznačné identifikace stopových a blízce příbuzných sloučenin
• Vhodnost pro rychlé GC a GC×GC separace
• Vysoká propustnost laboratoře díky rychlému měření a vysokému rozlišení
• Zlepšení kvality dat ve forenzní, environmentální a průmyslové analýze

Budoucí trendy a možnosti využití

• Dále rozšíření multiplexních technik a integrace s hyphenovanými separacemi
• Real-time monitoring procesů a reakčních dějů
• Vývoj vyššího rozlišení a rychlosti pro detekci ultra stopových koncentrací
• Automatizace a AI-podpora pro rychlou identifikaci vzorců a datovou analýzu

Závěr

Prototyp HRMR-TOFMS s FFP a EFP multiplexováním představuje výrazný krok vpřed v oblasti vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Kombinace 4. řádu zaměřování energie, plného 3. řádu prostorového zaměřování a vysoké rychlosti měření posouvá hranice citlivosti, rozlišení a propustnosti analýz.

Reference

• [1] LECO Corporation
• [2] ASMS 2015 Proceedings, P. Willis et al., „High Resolution Multi-Reflecting TOFMS with Multiplexing by Encoded Frequent Pulsing for increasing the duty cycle 10–100 times“