最近，醫(yī)學(xué)物理中心光譜質(zhì)譜研究室沈成銀副研究員等在有機物在線質(zhì)譜檢測技術(shù)研究中取得進展，發(fā)展的雙極性質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜（DP-PTR-MS）新技術(shù)，通過正負離子協(xié)同檢測，提高了對有機物的鑒別能力。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(zhì)譜權(quán)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(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜（PTR-MS）為代表的高端在線質(zhì)譜技術(shù)，在環(huán)境、生物、醫(yī)療健康、公共安全等領(lǐng)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(shù)手段。PTR-MS的工作原理是通過反應(yīng)離子H3O+與被測物VOC之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將VOC轉(zhuǎn)化為[VOC+H]+，從而實現(xiàn)VOC的離子化和后續(xù)的質(zhì)譜探測。由于PTR-MS中正的反應(yīng)離子H3O+與無機物幾乎不發(fā)生反應(yīng)，為此，光譜質(zhì)譜研究室前期提出了質(zhì)子提取反應(yīng)質(zhì)譜（PER-MS）技術(shù)，通過制備負的反應(yīng)離子OH-，實現(xiàn)了有機物和無機物的同時測量。

光譜質(zhì)譜研究室科研人員這次發(fā)展的雙極性質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜（DP-PTR-MS）技術(shù)，質(zhì)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，對有機物識別能力得到增強。例如，當檢測酮類有機物M時，PTR-MS模式將M轉(zhuǎn)化為正離子[M+H]+（荷質(zhì)比為m+1），PER-MS模式則將M轉(zhuǎn)化為負離子[M-H]-（荷質(zhì)比為m-1），通過兩種模式下正負離子荷質(zhì)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(shù)不僅能檢測有機/無機物，而且對有機物的鑒別能力得到了提高。

該項工作申請了發(fā)明專利，并得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃等項目支持。

雙極性質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜檢測有機物原理示意圖