• 靜電場離子漏斗聚焦新技術大幅提升質譜儀靈敏度

    2022-05-19 11:47:23 來源: 科技日報 作者: 吳長鋒

    科技日報記者 吳長鋒

    記者從中科院合肥物質科學研究院了解到,該院健康所醫用光譜質譜研究團隊提出了一種靜電場離子漏斗聚焦新技術,可在靜電場下實現對離子的高效聚焦引導,進而提升質譜類儀器的靈敏度。相關結果作為封面文章日前發表在國際分析領域頂級期刊《分析化學》上。

    中科院合肥研究院供圖

    質子轉移反應質譜(PTR-MS)技術在環境監測、醫學研究、公共安全和食品科學等領域都有著極其重要的應用價值。中科院合肥物質科學研究院醫用光譜質譜研究團隊歷經十余年時間,通過對PTR-MS技術研究和儀器研制工作不懈努力,實現了PTR-MS儀器產品化。但前期研制的PTR-MS儀器在具有高靈敏的同時,還存在大功率和大體積的不足。

    針對大氣揮發性有機物(VOCs)車載監測等需求,如何在減小體積和功率的情況下,保證較高的靈敏度是車載小型化PTR-MS發展的一個難題。國外研究者為了提高靈敏度,一般在PTR-MS中采用射頻場離子漏斗來聚焦離子,但射頻場需要射頻電源,這會增加功率和體積,不適用于車載小型化PTR-MS。

    為解決上述問題,研究團隊提出了一種靜電場離子漏斗聚焦新技術。他們將傳統的圓環狀電極改進為球面加網電極,并通過孔徑逐漸縮小的漏斗狀組合設計,實現靜電場下離子的高效聚焦引導。實驗表明,相比于傳統的反應管結構,新型結構對于考察的8種VOCs靈敏度提升了3.8-7.3倍,且不破壞PTR-MS中的軟電離效果。研究團隊已圍繞該技術申請了專利,并將其應用于大氣VOCs車載走航監測的小型化PTR-MS中,相關儀器已成為政府部門和行業龍頭企業開展業務化監測的重要工具。

    該研究提出的靜電場離子漏斗聚焦技術是一種通用的離子聚焦引導,還可以拓展應用于其他質譜儀器中,可為我國高端質譜儀器自立自強提供關鍵支撐。

    責任編輯: 孫瑩
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