质子转移反应质谱仪将在大气光化学反应实时在线检测

质子转移反应质谱（PTR-MS）是一种快速、无损、高灵敏度的质谱技术，能够实时、在线检测痕量挥发性有机物（VOCs）。在环境科学、食品科学、生理学、医学等领域有着广泛的应用。综述了PTR-MS的原理、仪器设计（包括注射系统、离子源、质量分析仪等）的研究以及环境科学、食品科学、生理医学等领域的最新进展。同时展望了PTR-MS的新发展方向。

 

12月初，国家重大科学仪器设备研发项目“质子转移反应质谱仪开发应用示范（项目编号：2013yq090875）”通知技术部验收。该项目的研究开发成果已应用于空气监测、受限空间空气释放成分分析、食品和呼吸检测、环境应急监测等领域，可服务于大气环境连续监测领域，防化反恐检测等，能更好地服务于国家环境安全、国土安全和民生。

质子转移反应质谱仪

 

电离机理：为了保证电离所需的质子转移反应，需要测量的VOCs的质子亲和力要高于水。大多数挥发性有机物符合这个条件，这意味着它们可以被检测到。另一方面，空气中的主要组分（如氧、氮、二氧化碳等）的质子亲和力低于水，并且不会电离。

 

转移反应质谱仪的主要部件：

 

一。注入装置：注入管负责将气体目标引入分子离子反应室。

 

2。离子源：常用的设计是用空心阴极放电水蒸气，产生高纯度的H3O+离子。

 

三。质子转移反应区（漂移管）：漂移管中的压力、温度和电场确保试剂离子在稳定的微环境中电离待测分子。最新PTR-MS的创新之处在于在漂移管上叠加射频电场，聚焦离子轨迹，使其更有效地通过漂移管。

 

四。离子透镜聚焦接口：多级真空泵实现差分真空，配置离子透镜提高离子透过率。

 

质量分析仪：用于记录各种带电粒子的质量负荷比和丰度。近年来，飞行时间质量分析仪得到了广泛的应用。

 

质子转移反应质谱仪的成功研制将在大气光化学反应的研究、大气中痕量有机污染的实时在线检测、肺癌及其他疾病的辅助诊断等方面发挥重要作用。