微波電漿常壓解吸質譜離子源的離子化機理研究

《微波電漿常壓解吸質譜離子源的離子化機理研究》是依託四川大學，由趙忠俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：微波電漿常壓解吸質譜離子源的離子化機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：趙忠俊
• 依託單位：四川大學

項目摘要

常壓解吸質譜離子源使得固態樣品的直接質譜分析成為了可能，是21世紀質譜領域的最重大技術革命之一。它的出現將質譜儀的直接分析樣品從氣態、液態擴展到了固態，並且將繁雜的樣品前處理過程簡化甚至省略。該技術出現時間較晚，因此國際上對常壓解吸質譜離子源的離子化機理尚無定論。研究者對於譜圖的成因及翻譯並沒有可靠的科學依據，阻礙了套用該類離子源進行精確定性、定量分析。針對這一科學問題，我們提出一套實驗方案，以我國首次提出的微波電漿常壓解吸質譜離子源（MIPDI）為研究對象，探究電漿常壓解吸質譜離子源的離子化機理。方案擬套用質譜，雷射吸收光譜、電漿發射光譜以及紋影成像技術對離子源的離子化過程進行可視化表征，以實驗數據為依據，系統地揭示離子化過程。解決目前電漿常壓解吸質譜離子源離子化機理尚不明確的科學問題，可為該類離子源在分析化學領域的廣泛套用提供技術基礎，推動常壓解吸質譜技術的進一步發展。

結題摘要

常壓解吸質譜離子源使得固態樣品的直接質譜分析成為了可能，是21世紀質譜領域的最重大技術革命之一。它的出現將質譜儀的直接分析樣品從氣態、液態擴展到了固態，並且將繁雜的樣品前處理過程簡化甚至省略。該技術出現時間較晚，因此國際上對常壓解吸質譜離子源的離子化機理尚無定論。研究者對於譜圖的成因及翻譯並沒有可靠的科學依據，阻礙了套用該類離子源進行精確定性、定量分析。針對這一科學問題，本研究提出了一套實驗方案，探究電漿常壓解吸質譜離子源的離子化機理。以質譜法為主要手段，著重研究了基於電漿的常壓解吸質譜離子源的離子化化學過程，以實驗數據為支撐，從水合離子的產生、緩衝氣的作用、空氣濕度、解吸距離成因等方面清楚地揭示了電漿常壓解吸離子源的離子化機理。實驗結果表明，放電氣中的微量水蒸氣是電漿常壓解析離子源中試劑離子前驅體的重要來源；緩衝氣的種類對離子化過程有較大影響，空氣是一種良好的反應緩衝氣；緩衝氣的濕度也會在某些情況下大幅度影響離子化效率，對於質子親合能低於二水團簇離子的物質，電離過程需要在乾燥緩衝氣下進行，以保證水合離子儘量處於低團簇狀態；分子離子產生於物質與放電氣中的痕量水分生成的試劑離子發生電荷轉移，而非氦高能粒子與物質的潘寧電離。對於最佳解析距離的產生，實驗結果表明其原因來源於試劑離子的逐漸產生及試劑離子與空氣中的污染物發生反應消耗兩者相互制約產生。作為最有前景的大氣壓固態樣品直接分析質譜離子源，該研究對推動電漿常壓解吸源的發展，甚至大規模、可靠運用提供了紮實的技術支撐。為其它電漿質譜離子源的研究提供了技術積累。