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离子淌度-飞行时间质谱测定减压蜡油芳香分及胶质中的碱性氮化物

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石油炼制与化工 2021年第1期52卷 103-110页

作者：窦民娜喻昊刘为民曹青陈菲余颖龙张占全王延飞中国石油石油化工研究院北京102206 中国石油大学(北京) 中国石油大庆石化分公司质量检验中心

采用柱层析法将减压蜡油(VGO)分离为饱和分、芳香分和胶质,然后用电喷雾电离源(ESI)离子淌度-飞行时间质谱(IMS-TOF MS)对其芳香分与胶质中的碱性氮化物进行了表征,对不同来源的VGO中碱性氮化物的结构差异进行了分析。结果表明:对于不... 详细信息

采用柱层析法将减压蜡油(VGO)分离为饱和分、芳香分和胶质,然后用电喷雾电离源(ESI)离子淌度-飞行时间质谱(IMS-TOF MS)对其芳香分与胶质中的碱性氮化物进行了表征,对不同来源的VGO中碱性氮化物的结构差异进行了分析。结果表明:对于不同来源的VGO样品,即使碱性氮化物不饱和程度接近,其芳环的连接方式也存在明显差异;而对于同一样品的芳香分和胶质,则存在碳数相近,但胶质中等效双键数稍低的现象。以核磁共振波谱仪异核单量子相干试验和加氢脱氮反应评价作为辅证,进一步推测了VGO中碱性氮化物的芳环侧链长度与其脱除难度之间的关联。将柱层析分离技术与ESI IMS-TOF MS联用,可以解决高蜡含量样品难以溶解的问题,并减弱强极性组分的离子化抑制作用,得到比直接进样更为全面的质谱信息。

关键词：减压蜡油氮化物离子淌度飞行时间质谱柱层析核磁共振波谱

离子淌度质谱技术:质谱领域的新维度和新深度

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质谱学报 2022年第5期43卷 I0001-I0002页

作者：朱正江岳磊中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心湖南大学

距离质谱的上一个诺贝尔奖已经过去了20年,但目前的质谱技术并没有超越几十年前的模式,如傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR-MS)依然具有最高的质量分辨率,飞行时间质谱(TOF-MS)依然具有最快的扫描速度等。质谱领域的革命性工作在于提... 详细信息

距离质谱的上一个诺贝尔奖已经过去了20年,但目前的质谱技术并没有超越几十年前的模式,如傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR-MS)依然具有最高的质量分辨率,飞行时间质谱(TOF-MS)依然具有最快的扫描速度等。质谱领域的革命性工作在于提高分析的精度、维度、广度和通量。

关键词：质谱技术离子淌度质量分辨率诺贝尔奖扫描速度维度

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离子淌度质谱及其理论研究进展

军事医学科学院院刊 2004年第6期28卷 585-589页

作者：王海龙魏开华军事医学科学院国家生物医学分析中心北京100850

离子淌度质谱是离子淌度分离与质谱联用的一种新型二维质谱分析技术 ,离子淌度分离原理是基于离子在飘移管中与缓冲气体碰撞时的碰撞截面不同 ,离子可按大小和形状进行分离。经过 30多年的发展 ,离子淌度质谱已配有多种最新的离子源及... 详细信息

离子淌度质谱是离子淌度分离与质谱联用的一种新型二维质谱分析技术 ,离子淌度分离原理是基于离子在飘移管中与缓冲气体碰撞时的碰撞截面不同 ,离子可按大小和形状进行分离。经过 30多年的发展 ,离子淌度质谱已配有多种最新的离子源及质量分析器 ,理论研究也日渐成熟 ,并在蛋白质、多肽及复杂化合物异构体分析方面越发显示出独特的优势 ,正在发展成为一种新型的重要分析工具。

关键词：离子淌度质谱碰撞截面理论进展

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药物离子淌度、分子量和离子导入的关系

中国医药工业杂志 2001年第5期32卷 207-210页

作者：许东航胡巧红梁文权宋继芬浙江大学医学院附属第二医院药剂科浙江杭州310009 浙江大学药剂教研室浙江杭州310006

应用离子淌度 -孔模型研究了药物物化性质与离子导入的关系。以盐酸丁卡因、盐酸普鲁卡因、盐酸达克罗宁、盐酸利多卡因和盐酸布比卡因等 5种局麻药为模型药物 ,分别测定它们的离子淌度 (u) ,并采用双室扩散池法 ,测定它们通过离体大鼠... 详细信息

应用离子淌度 -孔模型研究了药物物化性质与离子导入的关系。以盐酸丁卡因、盐酸普鲁卡因、盐酸达克罗宁、盐酸利多卡因和盐酸布比卡因等 5种局麻药为模型药物 ,分别测定它们的离子淌度 (u) ,并采用双室扩散池法 ,测定它们通过离体大鼠腹部皮肤时的离子导入增渗倍数 (ER)。并以 log ER对分子量 (MW)和 loguj 线性回归得 :log ER=1.96 1- 5 .85× 10 - 3MW+0 .776 loguj(r=0 .9988)。按上述方程预测盐酸布比卡因的 ER值。

关键词：离子淌度-孔模型局麻药离子导入分子量离子淌度

超高效液相色谱-离子淌度-四极杆飞行时间质谱法识别精河枸杞中多酚类化合物

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食品安全质量检测学报 2022年第10期13卷 3243-3251页

作者：马雪琚艳君苟春林赵丹丁长伟张伟赵多勇新疆农业大学食品科学与药学学院乌鲁木齐830052 新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所农业农村部农产品质量安全风险评估实验室新疆农产品质量安全重点实验室乌鲁木齐830091 宁夏农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所银川750002

目的分析不同时期、不同品种新疆精河枸杞总酚和总黄酮含量差异,识别其多酚类化合物成分,并对主要成分进行定性定量分析。方法采集新疆精河县不同时期、不同品种枸杞果实样本139份,通过福林酚比色法、三氯化铝比色法测定枸杞提取物中总... 详细信息

目的分析不同时期、不同品种新疆精河枸杞总酚和总黄酮含量差异,识别其多酚类化合物成分,并对主要成分进行定性定量分析。方法采集新疆精河县不同时期、不同品种枸杞果实样本139份,通过福林酚比色法、三氯化铝比色法测定枸杞提取物中总多酚、总黄酮含量,建立超高效液相色谱-离子淌度-四极杆飞行时间质谱法(ultra performance liquid chromatography-ion mobility-quadrupole time of flight-mass spectrometry,UPLC-IM-QTOF-MS)对枸杞提取物中多酚类化合物进行鉴定。结果2020年和2021年枸杞总酚、总黄酮含量分别为6.855~9.438、13.740~26.714mg/g和8.461~10.814、15.895~29.500mg/g;其中,总酚、总黄酮在秋果枸杞的含量均高于夏果枸杞,不同品种(宁杞七号、1801号、宁杞九号)枸杞多酚含量均存在显著性差异(P1000)多酚类物质,包括黄酮类18种、酚酸类8种、鞣酸类2种,主要多酚成分为:芦丁、异槲皮素、对-香豆酸、莰菲醇-3-O-芸香糖苷、异鼠李素、异鼠李素-3-O-芸香糖苷,含量分别为(116.23±30.31)、(84.34±12.05)、(14.73±4.06)、(19.27±6.38)、(5.42±1.41)、(4.50±1.08)μg/g。结论同一产区,不同时期、不同品种枸杞多酚含量存在显著性差异;精河枸杞中含有丰富的黄酮类和多酚类化合物,芦丁、对-香豆酸是现有识别多酚类成分中最主要的多酚类化合物。

关键词：枸杞总酚总黄酮超高效液相色谱离子淌度四极杆飞行时间质谱法多酚组分

全钒液流电池电解液中活性离子淌度的测定与表征

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全钒液流电池电解液中活性离子淌度的测定与表征

作者：张飞虎江苏大学

学位级别：硕士

近年来,风能、太阳能等可再生能源在能源危机以及环境污染的背景下得到快速发展。然而,这些可再生能源本质上是间歇性的,只有发展出有效的、安全的、廉价的、可靠的储能系统才能使可再生能源实用化。储能技术在改善电网稳健性、削峰平... 详细信息

近年来,风能、太阳能等可再生能源在能源危机以及环境污染的背景下得到快速发展。然而,这些可再生能源本质上是间歇性的,只有发展出有效的、安全的、廉价的、可靠的储能系统才能使可再生能源实用化。储能技术在改善电网稳健性、削峰平谷以及调节负载方面起着关键的作用。液流电池因具有不依赖于地理条件,可将功率密度与能量密度分开,适用于多种场合的应用等特点,被认为是最有前景的储能技术。其中全钒液流电池(VRFB)技术最为成熟,全钒液流电池由电极、交换膜和钒电解液组成,具有能量效率高,寿命长,无离子交叉污染且价格低廉等优点。其可作为大型储能装置,将不稳定的可再生能源转化为化学能储存起来,在使用时,电解液的化学能将转化成电能输出。然而,全钒液流电池在商业化应用的过程中还面临着一些技术问题,包括离子交换膜并不具有完美的选择性以及较低的功率密度和能量密度。提高功率密度可以降低电池成本、提高能量效率且使电池变得对负载变化更有变通性。功率密度是由动力学极化,欧姆极化和传质极化决定的。欧姆极化和传质极化直接与耦合的传质与电荷传输有关。所以,发展有足够大活性面积的多孔介质电极以及加深对全钒液流电池中的传输过程和特性的理解具有重要的意义。然而,全钒液流电池是一个复杂的多尺度系统,并且包含了在多孔电极中的多相流和电化学反应。因此很少有关于全钒液流电池多孔电极内传输特性以及对应的对功率密度影响的研究。本文的立意与基本思路主要是针对全钒液流电池多孔电极内传质特性表征的方法进行创新性的改进(主要体现在离子淌度的测定与表征上)。目前全钒液流电池使用的离子淌度表达式没有包含离子间以及离子和溶剂之间的相互作用力。针对全钒液流电池电解液中活性离子淌度表达式的缺陷,本文基于全钒液流电池电极传质的理论框架,结合电化学原理与多孔介质传输理论,提出了用不同电场强度下电池的极限电流之间的差异,来间接获得真实的离子淌度的理论模型。本文结合外加平行电场与新设计的电池结构,设计并组装了一套灵活创新的实验装置,系统地研究了电解液浓度和电解液流量对离子淌度这一传输参数的影响。实验通过调节平行板间距分别为3.5 cm、7 cm以及控制外加电压的大小分别为0 V、0.5 V、4 V、32 V来改变电场强度的大小和方向。实验控制发生传质极化侧半电池钒离子浓度分别为0.1 M、0.2 M和0.4 M,或者控制电解液流量分别为6 m L/min、12 m L/min和18 m L/min。本文阐述了实验过程中遇到的并有效解决的四个实验难点,即:电解液具有强腐蚀性、V2+离子极易被氧化而不能保证电池的SOC一致、集流板对外加电场产生的静电屏蔽作用以及铝箔板结构缺陷对场强分布产生影响这四个棘手问题。提出的解决方法对类似的实验体系有积极的指导意义。实验结果表明,外加电场对全钒液流电池的极限电流密度影响较小,本文提出三种可能的原因来解释这个现象。最后,在实验数据的基础上,对一类特定工况范围内的离子淌度拟合了其与电解液浓度的关联式,该公式体现了离子浓度和离子大小的影响。

关键词：全钒液流电池离子淌度外加电场多孔电极传质特性

基于离子淌度-质谱技术的糖类同分异构体快速检测研究

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基于离子淌度-质谱技术的糖类同分异构体快速检测研究

作者：谢成益宁波大学

学位级别：硕士

糖类作为自然界含量最为丰富的有机物之一。随着现代检测技术以生物学的快速发展,糖类物质的生物学功能不断被揭示,如细胞信号通路调控,内源性和外源性识别以及疾病发病机理等。对于糖组学领域的探究,有助于进一步理解生命运行机制,是... 详细信息

糖类作为自然界含量最为丰富的有机物之一。随着现代检测技术以生物学的快速发展,糖类物质的生物学功能不断被揭示,如细胞信号通路调控,内源性和外源性识别以及疾病发病机理等。对于糖组学领域的探究,有助于进一步理解生命运行机制,是当今生命科学领域的研究热点之一。然而,由于糖类物质结构的复杂性且存在大量的同分异构体,为进一步推进糖组学带来了巨大的挑战。近年来离子淌度-质谱技术的发展为糖组学打开了一扇新的大门。然而大多数商业化仪器的峰解析能力并不足以区分同分异构体,通过结合金属离子可以有效改善分离效果,潜力巨大,但目前尚缺少金属离子对于糖类同分异构体的系统性研究,如在气相构型变化和分离效果改善等方面。总体而言,仍然缺乏一个通用的策略通过样品制备或气相化学来改善糖类同分异构体的分离。另一方面,随着高通量分析的需求以及样品复杂度的提升,也对数据处理的效率和准确度提出了新的需求。针对以上问题,本文在四个方面取得了研究进展:(1)研究和改进谱库检索算法,优化基于质荷比匹配的谱库预检索算法,相对TSLP算法和十峰法,该算法准确度更高、剩余谱图数和遗漏谱图数更少,运算时间更短,能有效地提高化合物识别效率;(2)系统性地研究不同金属离子(五种IA族金属离子与四种IIA族金属离子)结合不同寡糖(四种三糖、四种四糖、四种五糖、三种六糖)的气相构型变化,进一步对实验中所观测到的280种寡糖离子进行分析,发现金属离子-寡糖络合物的构象空间主要取决于寡糖的结构和电荷态;(3)通过离子淌度-飞行时间质谱仪的测量数据建立280种寡糖离子的碰撞横截面积数据库,可用于不同离子淌度仪器之间的数据比对以及进一步的理论计算研究;(4)基于金属离子结合寡糖在气相条件下的构型变化,筛选出结合的最佳金属离子,找到每一类寡糖的最佳分离条件,实现了本实验中所有寡糖同分异构体对的部分分离,且其中的76%可实现基线分离。

关键词：离子淌度寡糖同分异构体谱库预检索气相分离

基于离子淌度质谱的糖类同分异构体鉴定方法及相对定量研究

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基于离子淌度质谱的糖类同分异构体鉴定方法及相对定量研究

作者：高认宁波大学

学位级别：硕士

糖类是生物体中最丰富和最重要的有机分子之一,具有重要的保护、免疫以及信息传导等功能,在生命进程中起到了不可替代的作用。随着检测技术的快速发展以及生物学的深入研究,糖类化合物的生物功能不断被揭示。然而,糖类化合物的种类繁多... 详细信息

糖类是生物体中最丰富和最重要的有机分子之一,具有重要的保护、免疫以及信息传导等功能,在生命进程中起到了不可替代的作用。随着检测技术的快速发展以及生物学的深入研究,糖类化合物的生物功能不断被揭示。然而,糖类化合物的种类繁多,结构的复杂多样性使其存在许多同分异构体,这为糖组学的深入研究带来了巨大挑战。近年来,离子淌度质谱（Ion Mobility-Mass Spectrometry,IMS-MS）技术的快速发展为糖组学的研究提供了新的手段,但是由于糖类化合物离子化效率较低以及大多数商业化的离子淌度（Ion Mobility Spectrometry,IMS）仪器分辨率有限,在分析糖类化合物同分异构体时难以达到基线分离的效果,从而导致结构相似的化合物出现谱峰重叠的现象。此外,糖类化合物的定量分析在实际应用中具有重要意义,也是糖组学发展进程中至关重要的一环,然而对糖类混合物中同分异构体相对定量的研究十分有限,针对上述问题,本文主要完成以下三个方面的研究工作:（1）通过对高斯模型、指数修正高斯卷积模型、高斯模型与Breit-Wigner-Function结合的三种常用的IMS峰模型与本文研究的糖类化合物真实实验数据进行拟合,根据其拟合的效果确定了高斯模型为该研究的最佳峰模型。为后续的IMS重叠峰分离奠定可靠基础。（2）提出了一种基于二阶微分和动态惯性权重粒子群优化（DIWPSO）算法对IMS重叠峰进行解析,并与改进粒子群算法（IPSO）进行性能对比。结果表明DIWPSO的分离误差在2.34%以内,而IPSO的最大分离误差达5.58%;此外,DIWPSO运行时间比IPSO缩短了97%,且DIWPSO具有更好的鲁棒性。实验结果证实了DIWPSO能够更快速更精准地分离重叠峰,有效提高IMS的结构分辨率,实现糖类同分异构体的精准鉴定。（3）通过对LAC与CEL、SUC与CEL、SUC与TRE、TRE与CEL四组不同类型的二组分糖类同分异构体按照10:1、4:1、2:1、1:1、1:2、1:4、1:6、1:10的浓度比进行实验,得出每组混合糖的相对强度与其对应的相对浓度的线性关系分别为y=0.857x+0.181、y=0.849x+0.134、y=0.778x+0.268、y=0.79x+0.038,且每组的R均在0.995之上,表明了其较强的线性关系。在对糖类同分异构体进行相对定量时,可以通过线性关系简单快速地得到同分异构体的相对含量。

关键词：离子淌度质谱糖类同分异构体重叠峰分离相对定量

基于离子淌度质谱的糖类化合物结构解析方法的研究

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基于离子淌度质谱的糖类化合物结构解析方法的研究

作者：章淑蕾宁波大学

学位级别：硕士

糖类是自然界中分布最为广泛的有机化合物之一,并且在生命进程中担任着至关重要的角色。随着对生物过程研究的深入,如何阐明糖类化合物在生命体内所起的作用成为一个严峻的挑战,只有准确解析糖类化合物结构才能更好地了解它们的生物功能... 详细信息

糖类是自然界中分布最为广泛的有机化合物之一,并且在生命进程中担任着至关重要的角色。随着对生物过程研究的深入,如何阐明糖类化合物在生命体内所起的作用成为一个严峻的挑战,只有准确解析糖类化合物结构才能更好地了解它们的生物功能,理解生命系统的运行机制。然而,由于糖类化合物结构的多样性和复杂性,糖组学的研究相较于蛋白组学和基因组学而言起步较晚,进展更为缓慢。近年来,离子淌度-质谱技术(IMS-MS)的发展为糖组学的研究提供了一种新契机。然而面对IMS-MS谱图多维度的庞大数据量难以进行手动分析的困境,目前仍没有一个通用的离子淌度(IMS)谱图处理策略可以快速准确的对未知化合物进行定性定量分析。此外,大多数商业化IMS仪器有限的结构分辨率不足以分离糖类同分异构体,从而容易导致结构相似的组分出现重叠峰现象。针对上述问题,本文主要完成以下三个方面的研究工作:(1)通过离子淌度-飞行时间质谱仪对15种寡糖和9种金属盐的络合物进行测量,系统的建立了270种寡糖-金属加合离子的平均碰撞横截面积的数据库,为下一步的糖类化合物搜索识别提供了独立于仪器的参考数据。(2)建立IMS-MS谱图的自动定位识别框架,该框架基于离子淌度的趋势线特性和本地标准数据库对寡糖-金属加合离子进行自动识别,在实验中可完成87.5%离子的准确识别。(3)研究了一种基于改进粒子群算法(IPSO)的IMS重叠峰解析方法,并与遗传算法(GA)进行性能对比。结果表明IPSO的最大分离误差只有1.45%,GA则高达17.43%;此外,在相同分离误差条件下,IPSO运算时间比GA缩短了95%,并且IPSO具有更好的鲁棒性。由此说明,IPSO可以有效地提高离子淌度的结构分辨率,准确分离糖类同分异构体。

关键词：离子淌度质谱糖类化合物自动识别重叠峰分离