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靜電場離子漏斗聚焦新技術(shù)實現(xiàn)對離子高效聚焦引導(dǎo)
發(fā)布日期： 2022-05-20 13:29:50 來源： 科技日報

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

質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜(PTR-MS)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)學(xué)研究、公共安全和食品科學(xué)等領(lǐng)域都有著極其重要的應(yīng)用價值。中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院醫(yī)用光譜質(zhì)譜研究團隊歷經(jīng)十余年時間，通過對PTR-MS技術(shù)研究和儀器研制工作不懈努力，實現(xiàn)了PTR-MS儀器產(chǎn)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(fā)性有機物(VOCs)車載監(jiān)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(fā)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(shù)。他們將傳統(tǒng)的圓環(huán)狀電極改進為球面加網(wǎng)電極，并通過孔徑逐漸縮小的漏斗狀組合設(shè)計，實現(xiàn)靜電場下離子的高效聚焦引導(dǎo)。實驗表明，相比于傳統(tǒng)的反應(yīng)管結(jié)構(gòu)，新型結(jié)構(gòu)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(shù)申請了專利，并將其應(yīng)用于大氣VOCs車載走航監(jiān)測的小型化PTR-MS中，相關(guān)儀器已成為政府部門和行業(yè)龍頭企業(yè)開展業(yè)務(wù)化監(jiān)測的重要工具。

該研究提出的靜電場離子漏斗聚焦技術(shù)是一種通用的離子聚焦引導(dǎo)，還可以拓展應(yīng)用于其他質(zhì)譜儀器中，可為我國高端質(zhì)譜儀器自立自強提供關(guān)鍵支撐。(科技日報記者 吳長鋒)

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