《質譜分析用於線上監測溶液化學反應的方法學研究》是依託中國科學技術大學，由黃光明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：質譜分析用於線上監測溶液化學反應的方法學研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃光明
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
要實現對溶液中的化學反應的線上監控、捕捉反應中間體，需要滿足 高選擇性，高靈敏，高速度的要求，對分析方法學是一個嚴峻的挑戰。本項目擬設計和建立質譜分析線上監測溶液化學反應的方法學研究，擬將其套用於溶液中化學反應的實時線上監測，構建新型化學反應監測方法。通過對時間分辨質譜分析方法的研究，研究脈衝電壓的各個參數對於感應電噴霧的影響規律，探索感應納升電噴霧的時間分辨極限。在此基礎上，建立化學反應的直接線上及流動注射監測，通過實時檢測化學反應產物的種類和濃度，達到線上檢測化學反應進程的目的。同時，本項目還將進行檢測低濃度的反應中間產物的研究，有望捕捉到壽命在毫秒量級的亞穩態反應中間體，並確定其結構信息，從而為化學反應的機理研究提供實驗基礎。本研究方案簡單可靠，同時具有高靈敏度和高選擇性的特性，有益於自動化和商業化，在化學反應理論研究以及藥物合成路線篩選，都具有廣闊的理論和實際套用前景。
結題摘要
本研究致力於將質譜分析方法與線上監測技術相結合，建立連續變化體系中化學成分的質譜監測體系。主要成果集中在兩個方面，感應電噴霧離子化的理論研究和化學反應監測的實際套用，大部分成果已經發表在國際學術期刊上，後續還有部分成果正在整理和撰寫論文。 感應電噴霧離子化的理論研究方面，（1）在感應電噴霧降低離子抑制效應的方向，建立了可量化考察離子抑制效應的模型。在此基礎上，通過與常規氣動噴霧和電噴霧離子化方法比較，實現了感應電噴霧離子化能夠將離子抑制效用降低至十分之一左右，該工作發表在Journal of Mass Spectrometry以及Analytica Chimica Acta上。（2）在感應電噴霧相關技術上，將超聲霧化作用引入本體系，可實現難以霧化的粘稠化學反應體系的有效霧化離子化，從而實現後續質譜檢測，並可以實現複雜基質中含有的化學物質的直接質譜分析，該工作已發表在Journal of The American Society for Mass Spectrometry上。（3）將實時化學衍生反應套用於紙噴霧離子化上，實現了無法直接質譜分析的非極性/弱極性化合物的快速、靈敏的質譜分析，該工作已發表在Rapid Communications in Mass Spectrometry上。 在化學反應監測的實際套用方面，（1）以Eschweiler–Clarke methylation（EC反應）為模型，構建了質譜實時線上監測有機化學的反應物、產物成分及含量信息，為有機化學實時監控反映進程提供了新的手段。並已烯烴的雙羥基化反應為模型，實現了對常規質譜方法無法檢測的活性中間體的確認，並在此基礎上，確定了該反應的歷程，首次為該反應中真正具有催化活性的質子催化理論找到了確定的實驗證據。此工作已發表在Analyst上。（2）將實時衍生化學反套用於雙硫鍵的氧化性斷裂反應，用感應電噴霧實時產生羥基自由基，使之與含有雙硫鍵的多肽分子進行高選擇性反應，並實時用質譜監測反應的進程，從而實現了雙硫鍵多肽/蛋白質的直接分析，該工作發表在RSC Advances上。（3）開發了低溫電漿離子化對有機化學反應監測的平台，大大提高了篩選化學反應體系的效率。此工作已發表在Rapid Communications in Mass Spectrometry上。
