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中科院发明一种四极离子漏斗反应管可提升PTR-MS 灵敏度

2022.10.08

　　近日，中科院合肥研究院健康所医用光谱质谱研究团队研发出一种新的四极离子漏斗反应管，可有效提高质子转移反应质谱(PTR-MS)的灵敏度。相关研究成果发表于分析领域国际期刊Analytical Chemistry上。

　　PTR-MS是一种基于质子转移反应原理发展出来的质谱检测技术，最早由因斯布鲁克大学Lindinger团队在1995年发明建立，并于2008年由储焰南团队引入中国。经过20多年发展，我国的PTR-MS已经达到世界先进水平。

　　PTR-MS主要用于挥发性有机物的检测分析，在环境监测领域有着广泛应用。而在医学领域，由于人体释放挥发物中包含近2000中VOCs，部分由人体代谢产生，与疾病密切相关，因此PTR-MS也开始用于检测呼气VOCs以诊断疾病，并有望应用于个性化治疗和运动减肥方案制定等。

　　作为一种检测分析技术，PTR-MS主要朝着选择性更好、灵敏度更高、速度更快的方向发展。其中灵敏度是限制其应用的重要指标之一，也是该项研究成果的突破方向。

　　PTR-MS主要由离子源、反应管和质谱探测系统组成，反应管是待测物和离子源中制备的反应母离子发生质子转移反应的场所。研究团队提出了一种聚焦四极离子漏斗反应管新技术，将传统的圆环电极改为四分环电极，并通过孔径逐渐缩小的漏斗状组合设计，实现射频电场下离子的高效聚焦引导。实验表明，聚焦四极离子漏斗反应管相比于传统直流反应管，让PTR-MS灵敏度提升了13.8-87.9倍，相比于传统离子漏斗反应管，让PTR-MS提高了1.7-4.8倍。该技术已应用于高端PTR-MS仪器中。同时研究团队还表示，聚焦四极离子漏斗也可用于其他化学电离质谱的灵敏度增强，以及其他类型质谱仪的离子聚焦引导。