【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院合肥物質院健康所醫用光譜質譜研究團隊在線性離子阱結構設計上取得重要進展，該研究提出一種創新的非對稱電極設計，為提升便攜式質譜儀性能提供了新方案。相關成果發表于質譜領域權威期刊Journal of the American Society for Mass Spectrometry。
離子阱質量分析器因結構簡單、靈敏度高且支持多級質譜分析，被廣泛用于小型化質譜設備。然而，現有小型化裝置大多只配備單一檢測器，制約了檢測效率、靈敏度與動態范圍的進一步提升。為解決這一問題，研究團隊設計了一種非對稱雙曲面電極構型，通過分別調節x方向兩側電極的頂點曲率半徑與彎折角度，形成非對稱電場，從而引導離子在阱內定向運動。電場分析與模擬譜圖顯示，該結構可引入高階多極場分量，有效調控離子的噴射方向。
與已有的非對稱電極或非對稱射頻電壓方案相比，該設計僅需最小程度的結構改動，即可實現分辨率不低于7000，并保持90%以上的單側離子出射效率。研究還驗證了此離子阱對不同質荷比離子及存在相互作用的離子群的分離能力，顯示出其在快速、多重生物標志物分析中的應用潛力。這項工作為發展高性能便攜式質譜儀提供了新思路，對推動離子阱質譜技術在快速檢測、臨床診斷等現場應用場景中的小型化發展具有重要意義。
博士生李陽為論文第一作者，黃超群研究員為通訊作者。研究獲得了國家自然科學基金、安徽省重點研發計劃、合肥物質院院長基金及安徽省生物醫學光學儀器工程技術研究中心開放基金等項目支持。
離子阱質量分析器截面示意圖
非對稱離子阱質量分析器內高階電場分布，分析性能變化與模擬質譜圖
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