靜電場離子漏斗聚焦新技術實現對離子高效聚焦引導
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科學研究院了解到，該院健康所醫(yī)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(fā)表在國際分析領域頂級期刊《分析化學》上。
質子轉移反應質譜(PTR-MS)技術在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)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(yī)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(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。他們將傳統的圓環(huán)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(jiān)測的小型化PTR-MS中，相關儀器已成為政府部門和行業(yè)龍頭企業(yè)開展業(yè)務化監(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。(科技日報記者 吳長鋒)
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