同步辐射大气压光电离/质谱接口的设计研究及其应用

目前国内外使用的同步辐射光电离质谱装置普遍采用将气相中性分子引入高真空环境，再利用同步辐射真空紫外光电离样品，产生离子以质谱检测。这种方法不适于研究难挥发样品和痕量物质，特别是药物、天然产物、代谢物和生物分子的光电离研究工作。.本项目拟建立一套依托同步辐射装置的大气压光电离/飞行时间质谱系统。通过改造光束线出口，可以使汽化后的分子在大气环境下直接电离，从而避免了中性分子直接导入真空造成的大量丢失；通过建立一套大气压-质谱接口，不仅可以将离子有效的传输至飞行时间质谱分析检测，提高仪器的灵敏度，还可以使离子的空间发散度和能量分散度大大减小，提高仪器的质量分辨。.本项目可以发展同步辐射单光子电离质谱技术，拓展同步辐射应用领域，更好地将激光解吸和电喷雾等进样技术与同步辐射光电离结合起来，并最终服务于分析复杂有机、生物体系的目标；此外，还可以通过深入研究大气压-质谱接口，探索新的离子传输技术

同步辐射真空紫外光电离质谱技术是目前广泛使用的一种实验技术。该方法一般以小孔取样，气相中性分子经数级差分进入高真空环境，随后被同步辐射真空紫外光电离。这种方法灵敏度低，且不适于研究难挥发样品。本项目旨在建立一套低真空光电离—质谱接口，用于将较低真空度光电离形成的离子经离子导入装置垂直引入飞行时间质谱仪，达到提高实验灵敏度和分辨率，拓展光电离质谱应用领域的目的。. 项目实施过程中，我们在详细调研离子传输相关技术的基础上，首先设计搭建了低真空光电离—质谱接口，对装置组成和实验参数进行了研究和优化。由于采用垂直引入方式，该接口可以通过调整离子入射狭缝宽度，大大提高质谱质量分辨率。同时，仪器的灵敏度较之以前也提升近两个量级。随后，我们依托同步辐射光源，利用该实验装置研究了复杂混合物卷烟主流烟气气相成分，不仅确定了近百种稳定化学成分，还首次利用质谱实时探测到烟气中的烷氧自由基，以及这些化学成分含量随抽时间的动态变化过程。最后，我们初步研究了一些羰基化合物以及丙烯的离子—分子反应过程，获得了一些令人满意的结果，为下一步工作的开展指明了方向。