何为质子转移反应质谱法?(PTR-MS,PTR-TOF质谱)
发布网友
发布时间：4小时前
共1个回答
热心网友
时间：3小时前
质子转移反应质谱法是实时监测痕量挥发性有机物的强大工具，广泛应用于自然科学、生物医药、材料科学和工业检测等领域。
质子转移反应质谱的优点包括：
• 实时监测成千上百种挥发性有机物VOCs
• 检测限可低至万亿分之一pptV（1X10-15 V/V）
• 无需样品预处理，气态样品直接进样
• 直接测定大多数挥发性有机物的绝对浓度，无需标定
• 由于其‘软’电离属性，分子裂解度无或较低，谱图易于识别，分析结果精确
• 无需任何载气，外场和车载移动应用资源需求少
• 自动化高，适合长期不间断连续检测，运行和维护成本低
• 后端可搭配各种质量分析器，高分辨率飞行间质谱是理想搭档
• 通过专用的颗粒物进样装置，可实现在线分析颗粒物有机成分，结合气态数据，为VOCs溯源提供更多参考
• 离子源可拓展，采用不同的试剂气体即可实现，比如采用O2+离子可对低碳烷烃，C1，C2氯代烃，二硫化碳等实现高精度分析
• 搭配顶空进样可分析液体或固体中所含挥发性有机物
质子转移反应质谱法的原理为：
含有目标物的待检测气体（如室外空气）直接进入质子转移反应质谱仪进行分析，无需复杂且耗时的样品预处理。
离子源负责产生高密度高纯度的H3O+离子（水合氢离子），随后这些母体离子进入到离子–分子漂移管中与待测物发生碰撞，将质子转移给待测分子使其离子化。
质子化的挥发性有机物离子通过漂移管末端的小孔进入到质谱仪中进行检测，根据检测器产生的数据（质谱图），对所测样品中的目标物进行定性定量分析。
质子转移反应质谱法可以检测到大多数满足电离所需的质子转移反应条件的挥发性有机物。例如，大多数挥发性有机物的质子亲合势大于水，符合被H3O+电离的条件，可以被检测到。空气中主要成分的质子亲合势小于水，不会影响目标VOCs检测。
除了H3O+，质子转移反应质谱仪也可以利用其他种类的母体离子，如NO+和O2+离子，扩展仪器的检测范围，检测一些质子亲和势小于水的物质。
质子转移反应质谱仪的主要部件包括：
进样装置：负责将待测物引入到分子–离子漂移管中，考虑气体流速、目标分子物化性质等因素。
离子源：产生高密度高纯度的H3O+离子，通过放电过程生成。
分子离子反应区（漂移管）：确保母体试剂离子与中性待测分子进行离子化反应。通过控制压强、温度和电场，实现实时测定挥发性有机物绝对浓度。
离子透镜聚焦接口：提高离子传输率，通过多级真空泵实现差分真空，配置静态路径修正部件、聚焦部件和射频电压组件。
质量分析器：用于记录离子的质荷比和丰度，定性鉴别待测物并计算绝对浓度。
近年来，飞行时间质量分析器被广泛采用，提供高效率和高分辨率的检测能力。TOFWERK Vocus PTR质谱仪具有高质荷比离子鉴别能力，是目前最高质量分辨率（15000）的商用PTR产品。
质子转移反应质谱法起源于上世纪60年代Ferguson和合作者开发的流动余辉技术，用于研究离子–分子反应。第一代技术为70年代的SIFT（选择离子流动管技术），搭配四级管作为过滤器。90年代，Lindinger等人实现质子转移反应质谱，通过直接利用空心阴极放电产生母体离子和较短的漂移管取代流动管，显著提高仪器灵敏度。
