痕量有机物化学电离质谱检测技术中反应离子的选择控制方法研究

选择离子化学电离质谱在环境污染、国家安全、医学辅助诊断、食品安全等领域的痕量有机物检测与监控中有广阔的应用潜力，但长期以来，离子选择技术难度大、成本高、离子选择切换速度慢等因素成了选择离子化学电离检测技术发展和应用的瓶颈。为此，本项目拟开展化学电离检测技术中选择反应离子的新方法研究。将从气体放电离子源技术和离子迁移率高场非线性基本原理出发，利用气体放电产生高强度的混合离子，采用基于离子迁移率高场非线性原理的离子选择组件对混合离子进行选择通过，自主研制的质子转移反应质谱装置对选择离子的强度、纯度和离子切换速度进行测试，最终实现选择多种纯净的反应离子检测痕量有机物。本项目的预期成果将发展一种离子间切换速度快、纯度和强度高、成本低、技术难度小的大气压下选择反应离子的新方法，为选择离子化学电离质谱技术的深入发展和应用提供了可能，对我国的环境污染、人类健康，以及环境和社会的可持续发展具有重要意义。

选择离子化学电离质谱在环境污染、国家安全、医学辅助诊断、食品安全等领域的痕量有机物检测与监控中有广阔的应用潜力，但长期以来，离子选择技术难度大、成本高、离子选择切换速度慢等因素成了选择离子化学电离检测技术发展和应用的瓶颈。为此，本项目开展化学电离检测技术中选择反应离子的新方法研究。项目通过理论模拟和设计加工，建成了基于离子迁移率高场非线性原理的新型离子源，采用自主研制的质子转移反应质谱对新型离子源进行了测试，获得了较纯的三种反应离子（H3O+、NO+、O2），并利用三种离子开展了同分异构体区分检测研究；值得一提的是，项目还成功选择制备出OH-反应离子，在国际上首次提出了质子反转移反应质谱，实现对有机物和无机物的同时检测；此外，利用质子转移反应质谱，还对桂花香气进行检测应用研究，获得了不同桂花的指纹谱，对呼气成分进行检测研究，既可以对呼气成分进行在线监测也可以获取质量全谱信息，分析了呼气中硫化物的来源，相关应用研究对环境气体的季节性源解析研究以及呼气代谢组学研究奠定基础。