長期以來，以質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應質(zhì)譜(PTR-MS)為代表的高端在線質(zhì)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(zhì)子轉(zhuǎn)移反應，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中正的反應離子H3O+與無機物幾乎不發(fā)生反應，為此，光譜質(zhì)譜研究室前期提出了質(zhì)子提取反應質(zhì)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(zhì)譜研究室科研人員此次發(fā)展的雙極性質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應質(zhì)譜(DP-PTR-MS)技術，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，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(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(zhì)子轉(zhuǎn)移反應質(zhì)譜檢測有機物原理示意圖