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关键词：
质子转移反应,质谱分析,挥发性有机化合物,评述
发表时间：
2012-04-09 15:16:59
摘 要 质子转移反应质谱（ＰＴＲ－ＭＳ）是一种化学电离源质谱技术，专门用于痕量挥发性有机化合物（ＶＯＣｓ）实时在线检测。此技术利用Ｈ３Ｏ＋作化学电离源试剂离子与作为质子接受体的ＶＯＣｓ发生质子转移反应。大气中的Ｏ２，Ｎ２，ＣＯ２ 等主要成分由于其质子亲和势低于Ｈ２Ｏ，而不与Ｈ３Ｏ＋发生质子转移反应，因此可在大气环境下检测痕量ＶＯＣｓ的含量，而不受空气组分的影响。与常规检测ＶＯＣｓ的气相色谱－质谱联用技术（ＧＣ－ＭＳ）相比，ＰＴＲ－ＭＳ具有测量速度快，灵敏度高，绝对量测量不需要定标，无需复杂的样品前处理等优点。本文全面叙述了质子转移反应质谱仪器的工作原理和结构装置，概括了近年来在质子转移反应质谱仪器设备的改进方面所取得的进展，并介绍了其在空气环境监测，食品检测及医学诊断等领域中的应用。
根据世界卫生组织定义，挥发性有机化合物（ＶＯＣｓ）是指在常温下，以蒸气形式存在于空气中，饱和蒸气压大于１３３．３Ｐａ，沸点在５０～２６０℃之间的一类有机化合物；包括烃类、含氧烃类、含卤烃类、氮烃类、硫烃类及低沸点的多环芳烃类等。大气中ＶＯＣｓ的组成复杂，且无处不在，长时间摄入会危害人体健康。此外，它们还会参加光化学反应，从而对气候造成严重影响。虽然ＶＯＣｓ普遍存在于大气环境中，但其含量非常低，其中含量最高的甲烷约为２×１０－６（Ｖ／Ｖ），乙烷、丙烷、丙酮、异戊二烯及甲醇等的含量约为１０－９（Ｖ／Ｖ）数量级，其它ＶＯＣｓ浓度仅１０－１２（Ｖ／Ｖ）级。
目前，测量ＶＯＣｓ的方法很多，最常使用的是气相色谱－质谱联用法（ＧＣ－ＭＳ）、液相色谱与质谱联用法（ＨＰＬＣ－ＭＳ）。这些方法存在一些明显的缺点：样品的采集、浓缩提取及分离使测量过程费时费力；电子轰击电离会形成多种离子碎片，使质谱图复杂化。近年来，基于质谱高灵敏检测特性的仪器得到了广泛的重视与应用，包括选择离子流动管质谱（ＳＩＦＴ－ＭＳ）、离子分子反应质谱（ＩＭＲ－ＭＳ）和质子转移反应质谱（ＰＴＲ－ＭＳ）。这些方法无需色谱分离过程，测量时间缩短，且采用化学电离源技术避免了过多离子碎片的产生。本文主要介绍了ＰＴＲ－ＭＳ的基本原理及其在痕量ＶＯＣｓ检测方面的应用。
目前，测量ＶＯＣｓ的方法很多，最常使用的是气相色谱－质谱联用法（ＧＣ－ＭＳ）、液相色谱与质谱联用法（ＨＰＬＣ－ＭＳ）。这些方法存在一些明显的缺点：样品的采集、浓缩提取及分离使测量过程费时费力；电子轰击电离会形成多种离子碎片，使质谱图复杂化。近年来，基于质谱高灵敏检测特性的仪器得到了广泛的重视与应用，包括选择离子流动管质谱（ＳＩＦＴ－ＭＳ）、离子分子反应质谱（ＩＭＲ－ＭＳ）和质子转移反应质谱（ＰＴＲ－ＭＳ）。这些方法无需色谱分离过程，测量时间缩短，且采用化学电离源技术避免了过多离子碎片的产生。本文主要介绍了ＰＴＲ－ＭＳ的基本原理及其在痕量ＶＯＣｓ检测方面的应用。
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