砷的微波等离子体炬质谱行为探究

本研究将氢化物发生(HG)技术与微波等离子体炬(MPT)相结合,开发了一种针对砷元素的快速、灵敏的常压直接质谱分析方法,即氢化物发生-微波等离子体炬质谱(HG-MPT-MS)法,并在此基础上系统探究了不同电离条件下砷的质谱行为。在正、负离子模式下,砷具有显著区别于电喷雾电离(ESI)、电感耦合等离子体(ICP)等电离技术的特征质谱峰(如可实现分子电离,易与硝酸根等离子结合,甚至形成砷酸根离子的二聚体等),且背景干净、信号响应强,适用于对复杂样品中的微量砷进行直接质谱分析。此外,还研究了盐酸浓度对氢化砷信号强度和电离行为的影响,以及微波功率对砷电离行为的调控。与ICP相比,MPT在分析砷元素时具有极低的功耗和氩气消耗、软电离以及能量连续可调控等优势。结果表明,在1~500μg/L浓度范围内,砷浓度与其信号强度具有良好的线性关系,线性相关系数(R2)大于0.998,检测限为0.02μg/L,且各待测离子的信号稳定性和峰形均较好。

二次纳流电喷雾电离耦合超高分辨质谱检测人体呼出气中相对高分子量化合物

二次电喷雾电离源耦合超高分辨质谱(SESI-UHRMS)有望检出人体呼出气中分子量大于300的相对高分子量化合物,这些化合物的发现将有助于更准确地理解呼出气中挥发性有机化合物(VOCs)的来源、产生机制以及SESI源电离机理,更好地实现SESI-UHRMS的转化应用.本研究自组装nanoSESI源(尚无商业产品)耦合四极杆-静电场轨道阱质谱(最高质量分辨率1.2×10~5),考察了该装置对健康人体呼出气中分子量为300~500化合物的检出情况.结果表明,所搭建的nanoSESI-UHRMS装置检测人体呼出气的重现性好、灵敏度高,可检出数十种分子量为300~500的化合物.根据这些化合物在单次呼气过程中信号强度随时间变化的趋势,推断其来源分别为内源性和外源性;各化合物的元素组成主要包括C,H,N和O,环-双键当量(RDB)的均值为(4.5±3.1),表明检出的化合物可能为醛酮或不饱和脂肪酸,容易在SESI源中被电离.本研究初步验证了自组建nanoSESI-UHRMS检测人体呼出气中相对高分子量化合物的可行性,为后续进一步开展方法应用奠定了基础.

超高分辨质谱研究离子源内气体氛围对电喷雾电离呼出气的影响

二次电喷雾电离质谱(Secondary electrospray ionization mass spectrometry, SESI-MS)可实时在线检测人体呼出气中的挥发性有机化合物(Volatile organic compounds, VOCs),但呼出气中VOCs的电离效率会受到源内气体氛围的影响。本研究在自制SESI源的基础上,以超高分辨质谱(Ultra-high resolution mass spectrometer, UHRMS)为分析技术,以人体呼出气中典型内源性化合物丙酮(Acetone)和吲哚(Indole),以及典型基质邻苯二甲酸酐(Phthalic anhydride, PA)和邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate,DP)为目标化合物,初步探究了SESI源内不同气体氛围(氮气(N_2)、二氧化碳(CO_2)、纯净零气(Zero air))对目标VOCs电离效率的影响。结果表明,在SESI源内通入3种纯净气体,可有效提高呼出气中丙酮和吲哚的信号强度和信噪比;同时,由于降低了源内基质含量,可显著减弱基质干扰。3种纯净气体中,通入N_2后的效果最为显著。本研究结果可为SESI源设计及参数设置、呼出气分析方法开发提供重要依据。

DART-MS在中国的应用研究现状

敞开式离子化质谱(ambient ionization mass spectrometry,AIMS)技术因其具有实时、原位分析等特点,已成为质谱学领域的一个研究热点。实时直接质谱分析(direct analysis in real-time mass spectrometry,DART-MS)作为一种典型的直接质谱分析技术,可在开放环境中实现样品的快速分析,具有性能稳定、操作简单、分析快速等优点,自2005年被报道以来,便引起了广泛的关注。本文从DART电离源的工作原理以及近2年DART-MS在环境分析、食品药品安全、生物医学分析以及公共安全等领域的应用研究进行了评述,并对其发展方向进行了展望。

运动性疲劳生化监测方法的研究进展

运动员训练水平的提高就是一个“疲劳—恢复—再疲劳—再恢复”的变化过程。随着现代竞技水平的不断提高,运动负荷越来越大,适度的运动性疲劳施以合理的恢复手段可以促进人体机能水平的不断提高,而过度疲劳不仅对提高运动成绩不利,还会造成各种运动损伤,甚至损害运动员的身体健康。因此,准确判断运动性疲劳的出现和界定其疲劳程度,对制定科学的训练计划,提高训练效果,避免因过度疲劳引起运动损伤,具有重要的理论和实践意义。从唾液、血液、尿液、汗液、呼出气体等生物样品种类出发,对目前运动性疲劳的生化监测方法进行了总结及展望,探讨了呼出气体活体质谱分析方法在运动性疲劳监测和研究中的应用前景,该方法有望成为研究和监测运动性疲劳的一种有效手段。

DART-MS在公共安全领域的应用研究

直接实时分析-质谱(DART-MS)作为一种崭新的质谱分析技术,因其具有操作简便、无任何预处理,快速、直接分析样品,实时采集数据等特点,已广泛应用于公共安全领域,尤其应用于食品监察、药品检测及社会安全等方面。本文从DART离子源的基本原理出发,综合评述近些年DART-MS在公共安全领域的应用研究,并对其在该领域发展方向进行展望。

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东华理工大学江西省质谱科学与仪器重点实验室陈焕文教授课题组最近在Nature出版集团（Nature Publishing Group）旗下期刊ScientificRepots发表了题为Direct Characterization of Bulk Samples by Internal Extractive Electrospray Ionization Mass

常压下能量与电荷在分子间的传递机制

离子源是质谱仪的心脏,制备待测物的离子是质谱分析的首要前提.如何有效地电离含有复杂基体的实际样品中的痕量待测物分子是制约实际样品直接质谱分析的重要瓶颈.本文提出了用电子云模型帮助理解能量与电荷传递和中性分子电离过程的关系,从分子的基本物性参数、能量耦合方式等角度讨论了能量与电荷在不同相态、组成和维度的复杂基体样品分子间传递的过程,着重阐述了能荷传递过程中分子的电子云变化规律及其对分子电离的影响,并简要讨论了这些影响在质谱分析中的应用.