近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院醫(yī)學(xué)物理與技術(shù)中心光譜質(zhì)譜研究室副研究員沈成銀等在有機(jī)物在線質(zhì)譜檢測技術(shù)研究中取得進(jìn)展，發(fā)展的雙極性質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜(DP-PTR-MS)新技術(shù)，通過正負(fù)離子協(xié)同檢測，可提高有機(jī)物的鑒別能力。

雙極性質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜檢測有機(jī)物原理示意圖

該研究工作以Detection of ketones by a novel technology: dipolar proton transfer reaction mass spectrometry (DP-PTR-MS) 為題發(fā)表在《美國質(zhì)譜學(xué)會雜志》(Journal of the American Society for Mass Spectrometry，DOI: 10.1007/s13361-017-1638-7)上。

長期以來，以質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜(PTR-MS)為代表的高端在線質(zhì)譜技術(shù)，在環(huán)境、生物、醫(yī)療健康、公共安全等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，為痕量揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的快速定量檢測提供了高靈敏技術(shù)手段。PTR-MS的工作原理是通過反應(yīng)離子H3O+與被測物VOC之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將VOC轉(zhuǎn)化為[VOC+H]+，從而實現(xiàn)VOC的離子化和后續(xù)的質(zhì)譜探測。由于PTR-MS中正的反應(yīng)離子H3O+與無機(jī)物幾乎不發(fā)生反應(yīng)，為此，光譜質(zhì)譜研究室前期提出了質(zhì)子提取反應(yīng)質(zhì)譜(PER-MS)技術(shù)，通過制備負(fù)的反應(yīng)離子OH-，實現(xiàn)了有機(jī)物和無機(jī)物的同時測量。

光譜質(zhì)譜研究室科研人員此次發(fā)展的雙極性質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜(DP-PTR-MS)技術(shù)，質(zhì)譜儀具有可切換的PTR-MS和PER-MS兩種工作模式，通過正負(fù)離子協(xié)同檢測，增強(qiáng)了有機(jī)物識別能力。例如，當(dāng)檢測酮類有機(jī)物M時，PTR-MS模式將M轉(zhuǎn)化為正離子[M+H]+(荷質(zhì)比為m+1)，PER-MS模式則將M轉(zhuǎn)化為負(fù)離子[M-H]-(荷質(zhì)比為m-1)，通過兩種模式下正負(fù)離子荷質(zhì)比這種獨特變化規(guī)律的相互佐證，待測酮類有機(jī)物M的分子量就能被準(zhǔn)確地確定為m。新發(fā)展的DP-PTR-MS技術(shù)不僅能檢測有機(jī)/無機(jī)物，還提高了有機(jī)物的鑒別能力。

該項工作申請了發(fā)明專利，并得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃等項目支持。