雙極性質子轉移反應質譜新技術可提高有機物鑒別能力

　近期，醫(yī)學物理中心光譜質譜研究室沈成銀副研究員等在有機物在線質譜檢測技術研究中取得進展，發(fā)展的雙極性質子轉移反應質譜(DP-PTR-MS)新技術，通過正負離子協(xié)同檢測，可提高有機物的鑒別能力。該研究工作以Detection of ketones by a novel technology: dipolar proton transfer reaction mass spectrometry (DP-PTR-MS)為題發(fā)表在質譜權威雜志Journal of the American Society for Mass Spectrometry(DOI: 10.1007/s13361-017-1638-7)上。
  長期以來，以質子轉移反應質譜(PTR-MS)為代表的高端在線質譜技術，在環(huán)境、生物、醫(yī)療健康、公共安全等領域發(fā)揮著重要作用，為痕量揮發(fā)性有機物(VOC)的快速定量檢測提供了高靈敏技術手段。PTR-MS的工作原理是通過反應離子H3O+與被測物VOC之間的質子轉移反應，將VOC轉化為[VOC+H]+，從而實現(xiàn)VOC的離子化和后續(xù)的質譜探測。由于PTR-MS中正的反應離子H3O+與無機物幾乎不發(fā)生反應，為此，光譜質譜研究室前期提出了質子提取反應質譜(PER-MS)技術，通過制備負的反應離子OH-，實現(xiàn)了有機物和無機物的同時測量。
   光譜質譜研究室科研人員此次發(fā)展的雙極性質子轉移反應質譜(DP-PTR-MS)技術，質譜儀具有可切換的PTR-MS和PER-MS兩種工作模式，通過正負離子協(xié)同檢測，增強了有機物識別能力。例如，當檢測酮類有機物M時，PTR-MS模式將M轉化為正離子[M+H]+(荷質比為m+1)，PER-MS模式則將M轉化為負離子[M-H]-(荷質比為m-1)，通過兩種模式下正負離子荷質比這種獨特變化規(guī)律的相互佐證，待測酮類有機物M的分子量就能被準確地確定為m。新發(fā)展的DP-PTR-MS技術不僅能檢測有機/無機物，還提高了有機物的鑒別能力。
   該項工作申請了發(fā)明專利，并得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃等項目支持。
 雙極性質子轉移反應質譜檢測有機物原理示意圖
  編輯點評：
  質譜技術是一種鑒定技術，在有機分子的鑒定方面發(fā)揮非常重要的作用。它能快速而極為準確地測定生物大分子的分子量，使蛋白質組研究從蛋白質鑒定深入到高級結構研究以及各種蛋白質之間的相互作用研究。隨著質譜技術的發(fā)展,質譜技術的應用領域也越來越廣，由于質譜分析具有靈敏度高，樣品用量少，分析速度快，分離和鑒定同時進行等優(yōu)點。因此，質譜技術廣泛的應用于化學，化工，環(huán)境，能源，醫(yī)藥，運動醫(yī)學，刑事科學技術，生命科學，材料科學等各個領域。