Ion mobility spectrometers (IMS) separate ions mainly by ion-neutral collision cross section and to a lesser extent by ion mass and effective temperature. When investigating isotopologues, the difference in collision cross section can be assumed negligible. Since the mobility shift of isotopologues is thus mainly caused by their difference in mass and effective temperature, the investigation of isotopologues can provide important insights into the theory of ion mobility. However, in classical IMS operated at ambient pressure, cluster formation with neutral molecules occurs, which significantly influences the mobility shift of isotopologues and thus makes a sound investigation of the effect of ion mass and effective temperature on the ion mobility difficult. In this work, the relative ion mobility of several organic compounds and their 13C-labeled isotopologues is studied in a High Kinetic Energy Ion Mobility Spectrometer (HiKE-IMS) at high reduced electric fields up to 120 Td, which allows the investigation of nonclustered ion species and thus enables a sound investigation of the mobility shift of isotopologues. The results show that the measured relative ion mobilities of isotopologues having the same effective temperature and, thus, their ion mass dominating the relative ion mobility agree well with theoretical relative ion mobilities predicted by the theory of ion mobility.

中文翻译：

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在较高的有效温度下，高动能离子迁移谱仪（HiKE-IMS）中同位素的离子迁移率变化。

离子迁移谱仪（IMS）主要通过离子中性碰撞截面分离离子，并在较小程度上通过离子质量和有效温度分离离子。在研究同位素同位素时，可以认为碰撞截面的差异可以忽略不计。因此，由于同位素分子的迁移率变化主要是由于它们在质量和有效温度上的差异引起的，因此对同位素分子的研究可以为离子迁移理论提供重要的见解。但是，在环境压力下运行的经典IMS中，会形成具有中性分子的团簇，这会显着影响同位素分子的迁移率变化，因此很难对离子质量和有效温度对离子迁移率的影响进行合理的研究。在这项工作中 在高动能离子迁移谱仪（HiKE-IMS）上在高达120 Td的高还原电场下研究了几种有机化合物及其13C标记的同位素同系物的相对离子迁移率，这使得可以研究非聚集离子物种，从而实现对同位素分子迁移率变化的合理研究。结果表明，在相同的有效温度下，测得的同位异构体的相对离子迁移率因而决定了其相对离子迁移率的离子质量与离子迁移率理论预测的理论相对离子迁移率非常吻合。它可以研究非簇状离子物种，因此可以对同位素同位素的迁移率进行合理的研究。结果表明，具有相同有效温度的同位素同位素的相对离子迁移率的测量值很高，因此，它们占主导地位的相对离子迁移率与通过离子迁移率理论预测的理论相对离子迁移率非常吻合。它可以研究非簇状离子物种，因此可以对同位素同位素的迁移率进行合理的研究。结果表明，在相同的有效温度下，测得的同位异构体的相对离子迁移率因而决定了其相对离子迁移率的离子质量与离子迁移率理论预测的理论相对离子迁移率非常吻合。