中科院發明一種四極離子漏斗反應管可提升PTRMS靈敏度

　　近日，中科院合肥研究院健康所醫用光譜質譜研究團隊研發出一種新的四極離子漏斗反應管，可有效提高質子轉移反應質譜(PTR-MS)的靈敏度。相關研究成果發表于分析領域國際期刊Analytical Chemistry上。

　　PTR-MS是一種基于質子轉移反應原理發展出來的質譜檢測技術，最早由因斯布魯克大學Lindinger團隊在1995年發明建立，并于2008年由儲焰南團隊引入中國。經過20多年發展，我國的PTR-MS已經達到世界先進水平。

　　PTR-MS主要用于揮發性有機物的檢測分析，在環境監測領域有著廣泛應用。而在醫學領域，由于人體釋放揮發物中包含近2000中VOCs，部分由人體代謝產生，與疾病密切相關，因此PTR-MS也開始用于檢測呼氣VOCs以診斷疾病，并有望應用于個性化治療和運動減肥方案制定等。

　　作為一種檢測分析技術，PTR-MS主要朝著選擇性更好、靈敏度更高、速度更快的方向發展。其中靈敏度是限制其應用的重要指標之一，也是該項研究成果的突破方向。

　　PTR-MS主要由離子源、反應管和質譜探測系統組成，反應管是待測物和離子源中制備的反應母離子發生質子轉移反應的場所。研究團隊提出了一種聚焦四極離子漏斗反應管新技術，將傳統的圓環電極改為四分環電極，并通過孔徑逐漸縮小的漏斗狀組合設計，實現射頻電場下離子的高效聚焦引導。實驗表明，聚焦四極離子漏斗反應管相比于傳統直流反應管，讓PTR-MS靈敏度提升了13.8-87.9倍，相比于傳統離子漏斗反應管，讓PTR-MS提高了1.7-4.8倍。該技術已應用于高端PTR-MS儀器中。同時研究團隊還表示，聚焦四極離子漏斗也可用于其他化學電離質譜的靈敏度增強，以及其他類型質譜儀的離子聚焦引導。

　　本文第一作者是健康所博士研究生鮑珣，通訊作者為中科院青促會會員沈成銀研究員和健康所張強領博士后。本研究得到國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會、安徽省重點研發計劃、合肥研究院院長基金等項目支持。