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Increasing the Performance of Portable Ion Mobility Analyzers: Development of the Periodic Focusing Differential Mobility Analyzer (PFDMA)

机译：提高便携式离子淌度分析仪的性能：周期性聚焦微分淌度分析仪（PFDMA）的开发

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摘要

Ion mobility spectrometry (IMS) as a stand-alone technique has become increasingly important for applications in security, defense, and environmental monitoring, and also in biological applications such as molecular structure and -omic analysis when combined with mass spectrometry. Yet, the majority of these devices are drift cell based and limited by low duty cycles because of ion gating. Differential Mobility Analyzers (DMAs) are attractive alternatives due to their continuous ion transmission and success in analyzing aerosol particles in real time environmental tests. But, the resolution of a DMA is low due to difficulties in achieving laminar gas flow, low sample gas flow to sheath gas flow ratio, and high velocity sheath gas using small pumps, if portability is a concern. To overcome these challenges, we will introduce a new ion mobility spectrometer that increases the amount of work done on the ions during separation by introducing an electric field opposing the gas flow direction while simultaneously preserving laminar gas flow. The development of the Periodic Focusing Differential Mobility Analyzer (PFDMA) can lead to a portable device that exhibits both high resolution and sensitivity, to meet the needs of today’s expanding applications.
机译：作为独立技术的离子迁移谱（IMS）对于安全性，防御性和环境监测应用以及与质谱结合使用的生物应用（如分子结构和组学分析）已变得越来越重要。然而，这些设备中的大多数都是基于漂移单元的，并且由于离子门控而受到低占空比的限制。差分迁移率分析仪（DMA）是有吸引力的替代产品，因为它们具有连续的离子传输能力，并且可以在实时环境测试中成功地分析气溶胶颗粒。但是，如果要考虑便携性，则由于难以实现层流气流，样品气与鞘气的流量比低以及使用小型泵的高速鞘气难以实现，DMA的分辨率较低。为了克服这些挑战，我们将推出一种新型的离子迁移谱仪，通过引入与气流方向相反的电场，同时保留层流气流，从而增加分离过程中对离子所做的工作量。周期性聚焦差动分析仪（PFDMA）的开发可以使便携式设备同时具有高分辨率和高灵敏度，可以满足当今不断扩展的应用程序的需求。

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