質子轉移反應質譜(PTR-MS)是一種快速、無損、高靈敏質譜檢測技術,可對痕量揮發(fā)性有機物(VOCs)進行實時、在線定量檢測,已被廣泛應用于環(huán)境科學、食品科學、生理和醫(yī)學等領域。PTR-MS的原理、儀器設計研究(包括進樣系統、離子源、質量分析器等),以及在環(huán)境科學、食品科學、生理醫(yī)學等領域的最新進展進行了總結,同時也對其新的發(fā)展方向進行了展望。
12月初，國家重大科學儀器設備研發(fā)專項 “質子轉移反應質譜儀器研制及應用示范(項目編號：2013YQ090875)”項目通告技部驗收。項目研發(fā)成果已應用于大氣監(jiān)測、密閉空間放氣成分分析、食品和呼氣檢測、環(huán)境應急監(jiān)測等領域，可為大氣環(huán)境連續(xù)監(jiān)測、防化反恐檢測等領域，可以較好的服務于國家環(huán)境安全、國土安全，保障民生。
質子轉移反應質譜儀
電離機理：為確保電離所需的質子轉移反應發(fā)生，待測揮發(fā)性有機物的質子親合勢需要比水高。大多數的揮發(fā)性有機物都滿足這個條件，也意味著可以被檢測到。另一方面，空氣中主要成分(如氧氣、氮氣、二氧化碳等)的質子親合勢都比水低，不會被電離。
轉移反應質譜儀的主要部件：
1、進樣裝置：進樣管負責將氣態(tài)目標物引入到分子–離子反應腔中。
2、離子源：常用設計是利用空心陰極對水蒸氣進行放電，產生高純度的H3O+離子。
3、質子轉移反應區(qū)(漂移管)：漂移管中的壓強、溫度和電場確保試劑離子在一個穩(wěn)定的微環(huán)境下將待測物分子電離。最新款PTR-MS的創(chuàng)新之處在漂移管上疊加了射頻電場，聚焦離子運行軌跡，使其更高效通過漂移管。
4、離子透鏡聚焦接口：多級真空泵實現差分真空，同時配備離子透鏡提高離子傳輸率。
5、質量分析器：用于記錄各種帶電粒子的質荷比和豐度。近年來以廣泛采用飛行時間質量分析器。
質子轉移反應質譜儀的研制成功將在大氣光化學反應研究以及大氣痕量有機污染實時在線檢測、肺癌等疾病輔助診斷等領域發(fā)揮重要作用。
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