中科院研发“小型真空紫外光电离反射式飞行时间质谱仪”

软电离指在质谱分析中，离子源是将分子离解成离子或解离成碎片，在这里分子失去电子，生成带正电荷的分子离子。分子离子可进一步裂解，生成质量更小的碎片离子。由于离子化所需要的能量随分子不同差异很大，因此，对于不同的分子应选择不同的离解方法。通常称能给样品较大能量的电离方法为硬电离方法，而给样品较小能量的电离方法为软电离方法，后一种方法适用于易破裂或易电离的样品。

近期，中科院合肥研究院在真空紫外光电离飞行时间质谱仪研制方面取得新进展，该团队以真空紫外放电灯作为电离源，自行设计和研制了小型真空紫外光电离反射式飞行时间质谱仪，并将之应用于大气自由基反应动力学研究。提高了质谱仪的检测灵敏度（自由基灵敏度达到0.3ppb）。同时，通过采用垂直引入式结构和二级空间聚焦等关键技术，实现小型化质谱仪高的质谱分辨本领（M/△M = 2000, FWHM）。

同步辐射真空紫外光电离质谱技术

真空紫外光电离是一种利用波长小于200nm的真空紫外光使中性分子离子化的方法。这种电离方式是软电离过程，几乎没有碎片离子产生，并且对分子极性的电离没有歧视。将真空紫外光作为质谱的离子源，得到的谱图简单，可以根据化合物的分子量信息进行快速定性和定量分析，在过程分析和有机物检测等领域得到越来越广泛的应用。

“软”是相对于Z常用的电子电离EI而言。采用软电离技术容易获得能指明相对分子质量的准分子离子（M+H）+、（M-H）-，，但能提供结构信息的碎片离子较少。利用电喷雾将中性样品分子引入高真空电离腔，在电离区域样品分子被可调波长的真空紫外光电离并由飞行时间质谱仪检测得到质谱。化学电离可以用于GC-MS联用方式，也可以用于直接进样方式，对同样化合物二者得到的CI质谱是相同的。化学电离源得到的质谱，既与样品化合物类型有关，又与所使用的反应气体有关。

飞行时间质谱仪

通过离子在一定距离真空无场区内按不同质荷比以不同时间到达检测器，从而建立质谱图的质谱仪。经典线性飞行时间质谱仪包括离子源、飞行管、检测器及记录系统和真空系统。与常规使用的质谱仪相比，它具有结构简单、离子流通率高和质量范围不受限制等优点。飞行时间质谱仪已相继问世，如电喷雾离子源、辉光放电离子源、气质联用、液质联用和毛细管电泳联用等，从而具备了常规四极或磁式质谱仪的主要功能。飞行时间质谱仪已被看作是一种很有前途的高性能质谱仪器。

飞行时间质谱仪的优势：

飞行时间质谱仪可检测的分子量范围大，扫描速度快，仪器结构简单。这种飞行时间质谱仪的主要缺点是分辨率低，因为离子在离开在离子源时初始能量不同，使得具有相同质荷比的离子达到检测器的时间有一定分布，造成分辨能力下降。改进的方法之一是在线性检测器前面的加上一组静电场反射镜，将自由飞行中的离子反推回去，初始能量大的离子由于初始速度快，进入静电场反射镜的距离长，返回时的路程也就长，初始能量小的离子返回时的路程短，这样就会在返回路程的一定位置聚焦，从而改善了仪器的分辨能力。这种带有静电场反射镜的飞行时间质谱仪被称为反射式飞行时间质谱仪。

飞行时间质谱仪在环境监测中的应用：

颗粒分类：可以分别根据颗粒物质谱特征进行化学组成表征、颗粒物的窄气动力学直径对颗粒物进行分类；也可以同时对颗粒的大小与颗粒化学成分组合进行分类；建立主要化学成分和颗粒粒径之间的对应关系。

数浓度变化：分析颗粒物数浓度随时间的变化；可以分别分析在检测范围内，不同颗粒直径范围的数浓度随时间变化。

化学成分分析及随时间变化：分析某种化学成分随时间的变化，根据其变化趋势可以准确反映出某一时间内发生的特殊变化；特别重要的是可实现颗粒物巾重金属的实时在线分析，是当前不可替代的方法。

源解析：根据颗粒物的分类及时间变化，判断其可能的来源。

颗粒物的演变过程及机理研究：根据不同颗粒物随时间的演变趋势，以推断可能的形成机理。

新闻来源:中国科学院合肥物质科学研究院、百度