低频率射频辉光放电的研究

辉光放电电离源可用来检测固态、液态及气态样品,目前主要用于无机固体样品的元素分析和定量检测。本研究将低频率射频辉光放电（Lf-RFGD）与飞行时间质谱仪（TOF MS）联用用于分析液体和气体样品。研究了电离腔真空度、进样管尺寸、辅助气压力、放电频率及电极板压差对电离效率的影响。最优分析条件为：电离腔真空度约30 Pa,进样管长150 mm、内径0.25 mm,辅助气压强约1.0 MPa,放电频率2 MHz,电极板压差约100 V。在此条件下,放电功率约20 W,对液体样品的检出限约0.1 pg、对挥发性样品的检出限约20 mg/m³,检测半峰分辨率约3 000（FWHM）。将Lf-RFGD TOF MS应用于实际药品溶液和挥发性有机物（VOCs）的检测。本仪器对药品溶液的检测灵敏度与常用检测仪器相比无优势,但对挥发性有机物的检测效果较好,为开发低成本的VOCs检测仪器提供了有吸引力的选择。     

光致二溴甲烷离子化学电离质谱分析VOCs

以真空紫外（VUV）灯作为电离源的单光子电离质谱（SPI-MS）分析方法是一种快速分析复杂样品中挥发性有机物（VOCs）的技术,但SPI-MS灵敏度受限于VUV灯较低的光通量及部分VOCs较小的电离截面。本工作自行研制了一种基于VUV Kr灯的新型光致二溴甲烷正离子化学电离源,并将该电离源与飞行时间质谱（TOF MS）联用进行VOCs分析。该电离源以体积分数1000 μL/L的二溴甲烷为试剂气体,利用VUV光电离产生稳定且充足的二溴甲烷正离子,二溴甲烷正离子与样品分子通过电荷转移发生化学电离,大大提高了样品的电离效率。与SPI源相比,该电离源不仅对电离能在10.0 eV附近的VOCs信号强度提升100倍以上（如对2-丙醇、乙酸乙酯和3-氯丙烯分别提高了103、118和126倍）,而且保持着与SPI一致的软电离特性。该电离源10 s内对复杂样品EPA TO-14、TO-15/17校准标气中的42种化合物的最低检测限达到0.06 μg/m³,并且因其具有较好的稳定性,在VOCs的实时在线监测方面有着广泛的应用。     

用于低质荷比离子传输的射频四极杆导向装置的研制

离子传输系统是质谱仪的重要组成部分，主要作用是将离子高效率地传输到质量分析器。本工作研制了一种用于质子转移反应飞行时间质谱（PTR-TOF MS）系统的射频四极杆离子导向装置，四极杆长80 mm，杆半径2.6 mm，内切圆半径2.25 mm，该装置可针对性地实现低质荷比挥发性有机化合物（VOCs）离子的聚焦传输。利用SIMION 8.1离子光学模拟平台对装置的运行环境进行仿真，然后在自行搭建的测试平台上对装置的工作条件，如气压、频率和电压幅值进行测试。结果表明，仿真和测试结果具有较好的一致性，装置的工作气压范围较宽，在0.2~0.3 Pa时的传输效率最高；当频率为3~4 MHz，电压幅值（V_p-p）为500 V左右时，对丙酮、甲苯等低质荷比VOCs（相似文献   

电喷雾萃取电离-四极杆飞行时间质谱快速分析一次性注射器中的挥发性有机物残留

一次性医用注射器中残留的有机物会通过注射药物进入人体,对健康构成危害。本研究利用电喷雾萃取电离-四极杆飞行时间质谱仪(EESI-Q TOF MS)快速检测和分析一次性注射器中的挥发性有机物残留。通过优化载气流量和毛细管电压,确定了最佳实验条件。在3种不同品牌的10 mL一次性医用注射器中检测到多种挥发性物质。选取10个信号强度大于5 000的离子,利用碰撞诱导解离进行定性分析。对注射器中残留的环己酮进行半定量分析,检出限为0.13 μg/L。实验还发现,环己酮在不同品牌的10 mL注射器中的含量为0.39~0.64 μg/L,在50 mL注射器中的最大残留浓度达到2.52 μg/L。结果表明,注射器体积越大,有机物残留量越高。该研究可为一次性注射器有机物残留检测和质量控制提供快速有效的技术手段。     

便携式飞行时间质谱仪在汽车尾气在线检测中的应用

汽车尾气中的挥发性有机物（VOCs）是主要的人为排放污染源之一,排放到大气环境中的VOCs具有很高的反应活性,能够参与臭氧的生成,是形成二次有机气溶胶等污染物的重要前体物质。因此,研制开发适用于现场实时、在线检测VOCs的便携式分析仪器,是现代科学仪器发展的重要方向之一。本工作利用苯系物标准气体对自行研制的便携式膜进样真空紫外灯单光子电离飞行时间质谱仪整机进行性能测试,仪器的质量分辨率优于350,质量精度优于1×10^-4,对苯系物的检测限可达μg/m³级,动态范围优于3个数量级,仪器的总质量小于25 kg。将仪器放置户外对汽车尾气进行现场测试,基于该仪器高时间分辨率的特点,初步研究了汽车尾气排放VOCs的变化趋势与发动机工作状态的相关性。该仪器有望应用于环境应急事故、现场长期监测、化工园区生产工艺过程监控以及无组织排放等领域。     

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱测定重组人白细胞介素—3(IL—3)等六种基因工程产品

本文应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪（MALDI／TOF－MS）测定了重组人白细胞介素－3（IL－3）、人表皮生长因子（hEGF）等六种基因工程产品，建立了一种对基因工程产品进行质量控制的新方法，此方法稳定、快速、灵敏，准确度达0．3％，仅需fmol样品即可测定。     

静态顶空—气相色谱质谱联用法测定烟草包装材料中挥发性有机物

建立了一种对烟草包装材料中18种挥发性有机物进行检测的分析方法。采用三乙酸甘油酯为基质,利用静态顶空技术对样品进行前处理,处理后的样品进入气相色谱仪分离,分离组分由质谱仪鉴定分析。方法采用选择离子扫描模式对挥发性有机物进行定性、定量,提高了方法的灵敏度,从而获得较低的检出限和较高的回收率,方法检出限在0.002mg/m2至0.052mg/m2之间,回收率为86.77%~112.16%,RSD为0.93%~3.94%。     

城市环境地下水调查样品中挥发性有机物测定

建立了吹扫捕集-气相色谱-质谱联用,内标法定量,测定城市环境地下水调查样品中六氯丁二烯、六氯乙烷、五氯乙烷、环氧氯丙烷等34种挥发性有机物的分析方法。方法检出限为0.01~0.09 μg/L,基体加标回收率为97.0%~107%,精密度(RSD,n=7)为1.04%~7.6%。对实际水样进行测定表明,该方法准确、灵敏、可靠,可以满足地下水调查样品批量、痕量挥发性有机物分析要求。     

热脱附-气相色谱-质谱法测定空气中24种挥发性有机物(VOCs)

采用热脱附-气相色谱-质谱法测定空气中24种挥发性有机物(VOCs)。样品经吸附并经过热脱附解析,再经DB-35MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)分离,利用质谱的选择离子监测(SIM)模式进行定性和定量。24种VOCs的浓度在5~100mg·L~(-1)范围内与其峰面积呈线性关系,检出限(3S/N)在0.003~0.113μg·m~(-3)之间。添加混标浓度为10mg·L~(-1)加标回收率在80.5~115.8%之间,测定值的相对标准偏差(n=6)在2.2~5.6%之间。     

高灵敏VOCs在线真空紫外单光子电离飞行时间质谱仪的研制

研制了一种高灵敏度在线膜进样真空紫外电离源飞行时间质谱仪（MI-SPI-TOF MS）用于检测低浓度挥发性有机物（VOCs）。仪器包括真空系统、膜进样接口、真空紫外单光子电离源、垂直加速反射式飞行时间质量分析器和数据采集系统等。该仪器使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜作为大气压下直接进样的接口,膜的选择透过性能直接、快速地富集大气中VOCs,可实现快速在线进样检测。真空紫外单光子灯作为电离源,能将电离能低于10.6 eV的VOCs电离,形成分子离子峰。结果表明,该仪器的分辨率优于750 FWHM,对苯、甲苯、二甲苯和氯苯的检测限达10^-12 mol/mol级别,检测速度达秒级,可用于低浓度VOCs的实时在线检测。     

空气中一甲基肼毛细管气相色谱法测定

采用毛细管柱气相色谱法测定空气中一甲基肼,在0~54mg/L范围内线性良好,当采样体积为100L时,最低检出质量浓度为0.55mg/L,检出限较国标方法大大降低。低、中、高3个浓度的一甲基肼标准溶液测定RSD(n=6)分别为2.9%,2.0%,1.6%,样品加样回收率为93.9%~99.9%。该法分析速度快、灵敏度高、准确度和分离度好,适用于空气中一甲基肼的分析检测。     

Rapid Isothermal Gas Chromatography‐Mass Spectrometry Method for Validating a Small Ion Mobility Spectrometer Sensor

Abstract

A fast and reproducible isothermal gas chromatographic‐mass spectrometric method for validating a small ion mobility spectrometer (IMS) sensor for detection of gaseous volatile organic compounds (VOCs) is presented. This method utilizes an automated cyclic valving (CV) sampling technique coupled to a gas chromatograph‐mass spectrometer (GC/MS) in selected ion monitoring (SIM) mode (CV/GC/MS/SIM). The sampling time is considerably reduced by operating the GC isothermally at 300°C. This approach provides rapid measurements with 15 times more data points than the conventional GC/MS methods in which the column temperature is ramped, then cooled before the next sample can be injected. With the mass spectrometer operated in SIM mode, pre‐selected ions that represent the primary quantitation and secondary ions of toluene and a BTX (benzene, toluene, o‐, m‐, and p‐xylene) mixture were monitored and their corresponding breakthrough curves for flow through partially saturated soil columns were generated. The small variation in measured steady state mean concentrations (SSMC) from run to run demonstrates the reproducibility of this new method. A comparison of the transient concentration profiles of toluene from a BTX mixture and toluene alone obtained under identical test conditions shows a linear correlation with R²=0.997. This result suggests that the new method can be used to analyze and quantify some mixtures of co‐eluting gaseous analytes.     

漂移时间离子淌度-四极杆-飞行时间串联质谱法分析寡糖同分异构体

分析糖类分子的结构是研究生物功能的必要前提，然而一种糖类常存在多种同分异构体，传统方法难以实现快速有效鉴别。本研究使用漂移时间离子淌度-四极杆-飞行时间串联质谱法将乙腈-水-甲酸溶液中的寡糖同分异构体分子经过电喷雾电离源电离，在漂移管内实现基于离子分子结构和带电荷数的分离，离子在四极杆中碎裂，最终被飞行时间质谱检测。寡糖同分异构体离子到达检测器的时间相差0.15~0.66 ms，能实现部分分离。此外，探讨了离子淌度-质谱（IM-MS）谱图分析时存在的多聚体碎片离子干扰问题。二级质谱使用注射泵直接进样，研究寡糖金属加合离子的裂解方式用于辨别同分异构体。最后，计算了两个寡糖系列的平均碰撞横截面积，可据此使用线性拟合预测同系列更长糖链离子的平均碰撞横截面积值。研究结果表明，漂移时间离子淌度-四极杆-飞行时间串联质谱法能有效实现寡糖同分异构体的定性分析。     

基于膜进样的紫外光电离飞行时间质谱仪研制及其在工作场所苯系物检测中的应用

近年来,挥发性有机物（VOCs）快速、在线分析的应用需求促进了各类VOCs在线分析质谱仪的发展。本研究自行研制基于膜进样技术的小型紫外光电离飞行时间质谱仪,并阐述设计原理、性能表征及其对工作场所VOCs的检测应用。仪器采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为进样界面,既保证了仪器的真空,又起到富集VOCs并降低检出限的作用。电离源使用发射10.6 eV光子的氪灯作为光源,可电离低于10.6 eV电离能的VOCs,并产生分子离子峰,这一特性便于谱图识别与高通量分析。飞行时间质量分析器采用小型化设计,总长度小于360 mm。结果表明,该仪器在m/z 170处全高半峰宽（FWHM）分辨率为2 000,苯、甲苯、对二甲苯的检出限在5×10^-10~3×10^-9 mol/mol之间。将该仪器用于工作场所中苯系物成分分析,取得了良好的靶向分析结果。     

原油储罐油量动态计量技术研究

为了比较精确地计量原油储罐的动态油量,在分析研究油罐液位、油水界面、原油含水率、密度以及温度测量的基础上,重点讨论测量中的含水率测量不确定度和净油质量测量的不确定度,分析了引起测量误差的主要原因。通过现场实例提出储罐油量的计量方案和解决在线监测过程中产生误差的实用方法。实验结果表明,所提出的设计方案和解决误差的方法可用于油田联合站和油库罐区动态油量的计量或自动化盘库。