近日，中科院合肥研究院健康所醫(yī)用光譜質(zhì)譜研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新的四極離子漏斗反應(yīng)管，可有效提高質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜(PTR-MS)的靈敏度。相關(guān)研究成果發(fā)表于分析領(lǐng)域國際期刊Analytical Chemistry上。
PTR-MS是一種基于質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)原理發(fā)展出來的質(zhì)譜檢測技術(shù)，最早由因斯布魯克大學(xué)Lindinger團(tuán)隊(duì)在1995年發(fā)明建立，并于2008年由儲焰南團(tuán)隊(duì)引入中國。經(jīng)過20多年發(fā)展，我國的PTR-MS已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。
PTR-MS主要用于揮發(fā)性有機(jī)物的檢測分析，在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，由于人體釋放揮發(fā)物中包含近2000中VOCs，部分由人體代謝產(chǎn)生，與疾病密切相關(guān)，因此PTR-MS也開始用于檢測呼氣VOCs以診斷疾病，并有望應(yīng)用于個性化治療和運(yùn)動減肥方案制定等。
作為一種檢測分析技術(shù)，PTR-MS主要朝著選擇性更好、靈敏度更高、速度更快的方向發(fā)展。其中靈敏度是限制其應(yīng)用的重要指標(biāo)之一，也是該項(xiàng)研究成果的突破方向。
PTR-MS主要由離子源、反應(yīng)管和質(zhì)譜探測系統(tǒng)組成，反應(yīng)管是待測物和離子源中制備的反應(yīng)母離子發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的場所。研究團(tuán)隊(duì)提出了一種聚焦四極離子漏斗反應(yīng)管新技術(shù)，將傳統(tǒng)的圓環(huán)電極改為四分環(huán)電極，并通過孔徑逐漸縮小的漏斗狀組合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)射頻電場下離子的高效聚焦引導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)表明，聚焦四極離子漏斗反應(yīng)管相比于傳統(tǒng)直流反應(yīng)管，讓PTR-MS靈敏度提升了13.8-87.9倍，相比于傳統(tǒng)離子漏斗反應(yīng)管，讓PTR-MS提高了1.7-4.8倍。該技術(shù)已應(yīng)用于高端PTR-MS儀器中。同時研究團(tuán)隊(duì)還表示，聚焦四極離子漏斗也可用于其他化學(xué)電離質(zhì)譜的靈敏度增強(qiáng)，以及其他類型質(zhì)譜儀的離子聚焦引導(dǎo)。
本文第一作者是健康所博士研究生鮑珣，通訊作者為中科院青促會會員沈成銀研究員和健康所張強(qiáng)領(lǐng)博士后。本研究得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、安徽省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、合肥研究院院長基金等項(xiàng)目支持。
