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Hadamard变换用于离子迁移谱(Ion mobility spectrometry,IMS)能提高传统信号平均离子迁移谱(signal averaging ion mobility spectrometry,SA-IMS)的固有的低占空比,从而提高仪器的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)。因此,研究Hadamard变换离子迁移谱(Hadamard transform ion mobility spectrometry,HT-IMS)具有重要意义。 首先,我们对HT-IMS进行了理想情况下的理论模拟研究。通过改变采样点数,理论优化了HT-IMS谱图的采样速率;通过增加模拟的白噪声,分析了该方法提高谱图信噪比的效果和对分辨率的影响。初步结果表明,在单次离子门门宽0.4 ms内,采集8个及以上数据点可以完整地反演IMS谱图;Hadamard变换方法得到的谱图的信噪比是传统IMS谱图信噪比的15.8倍,是相同时间内多次传统IMS谱图平均后信噪比的4.6倍;变换过程对IMS谱图分辨率无明显影响。HT-IMS的模拟不仅对采样速率等参数的选择和优化提供理论依据,而且为下一步实验控制和反演奠定软件基础。 最后,我们针对前人关于HT-IMS的研究中出现的调制缺陷问题,提出了基于谱调制的Hadamard变换的概念,并在在自主搭建的大气压电晕放电离子迁移谱(atmospheric pressure corona discharge ion mobility spectrometer,APCD-IMS)装置上进行了相关实验研究。实验中,为了更好地观察HT-IMS谱图基线上的假峰和谱峰高度的变化情况,我们给出了HT-IMS谱图的所有迁移时间窗口和谱峰的实际高度。首先,我们针对前人文章中对HT-IMS谱图中出现的调制缺陷问题的研究,进行了重复实验。接下来,我们进行了HT-IMS和传统SA-IMS的对照实验。实验结果表明,基于谱调制的Hadamard变换方法完全解决了HT-IMS谱图中出现的调制缺陷问题,并在一定程度上提高了仪器的信噪比。最后,我们将基于谱调制的HT-IMS和前人的扩展HT-IMS进行了对比实验。实验结果表明,基于谱调制的Hadamard变换方法和扩展Hadamard变换方法相比,降低了计算复杂度。