质子转化反应质谱仪（PTR-MS）

质子转化反应质谱仪(PTR-MS)

什么是质子转化反应质谱仪(PTR-MS)

PTR-MS用于测量大气中痕量挥发性有机物(VOCs),是目前最先进的连续在线挥发性有机物测量仪器,具有高灵敏度、高分辨率等特点。PTR-MS采用不破坏VOCs分子的软电离方法,利用一次离子(H3O+)与VOCs发生离子化反应,使VOCs带电,再利用四极杆质谱进行定性定量分析。涉及到的化学反应如下(R:VOCs):

PTR-MS基本组件包括:(1)离子源(Hollow cathode):纯净水+空心阴极放电,通过电子碰撞产生离子(H3O+)和中性的H2O碎片。放电完成后,在一个短漂移管内形成非常纯的H3O+ (纯度>99.5%);(2)VOCs离子化(drift tube):此阶段环境空气作为VOCs的缓冲气体和载体气体,涉及到的离子化反应是在一个含有漂移管的反应室内进行的。通过操纵由同心倍增环产生的电场的强度,控制碰撞能量,从而促进或防止RH+的破碎;(3)四极杆质谱仪(quadrupole mass analyzer):通过控制四极杆上的射频电压,选择特定的质量电荷比(m/z)比离子通过;(4)二次电子倍增器(secondary electron multiplier,SEM):检测系统利用SEM放大,对通过的RH+进行计数。

图 质子转化反应质谱仪(PTR-MS)外观

图 质子转化反应质谱仪(PTR-MS)基本组件

为什么要使用质子转化反应质谱仪(PTR-MS),其有哪些优点?

相比其他传统仪器来讲,优势集中在:

①无需样品预处理过程;

②测量速度快(秒);

③灵敏度高(ppt 级);

④质子转移反应对VOCs进行软电离,没有离子碎片,易于质谱识别;

⑤不通过标样定量即可得到浓度值。