合肥研究院提出靜電場離子漏斗聚焦新技術

　　近日，中國科學院合肥物質科學研究院健康與醫學技術研究所醫用光譜質譜研究團隊提出了一種靜電場離子漏斗聚焦新技術，可在靜電場下實現對離子的高效聚焦引導，進而提升質譜類儀器的靈敏度。相關成果作為封面文章發表在Analytical Chemistry上。 

　　質子轉移反應質譜（PTR-MS）技術在環境監測、醫學研究、公共安全和食品科學等領域都有著重要的應用價值。該研究團隊一直致力于PTR-MS技術研究和儀器研制，通過十余年時間實現了PTR-MS儀器產品化。前期研制的PTR-MS儀器在具有高靈敏的同時，還有大功率和大體積的不足。針對大氣揮發性有機物（VOCs）車載監測需求，如何在減小體積和功率的情況下保證較高的靈敏度是車載小型化PTR-MS發展的難題。國外研究人員為了提高靈敏度，一般在PTR-MS中采用射頻場離子漏斗來聚焦離子，但射頻場需要射頻電源，這會增加功率和體積，不適用于車載小型化PTR-MS。

　　為解決上述問題，該團隊提出了一種靜電場離子漏斗聚焦新技術，將傳統的圓環狀電極改進為球面加網電極，并通過孔徑逐漸縮小的漏斗狀組合設計，實現靜電場下離子的高效聚焦引導。實驗表明，相比于傳統的反應管結構，新型結構對于考察的8種VOCs靈敏度提升了3.8-7.3倍，且不破壞PTR-MS中的軟電離效果。團隊將其應用于大氣VOCs車載走航監測的小型化PTR-MS中，相關儀器已成為政府部門和企業開展業務化監測的重要工具。靜電場離子漏斗聚焦技術是一種通用的離子聚焦引導，還可以拓展應用于其他質譜儀器中，為我國高端質譜儀器發展提供關鍵支撐。

　　相關研究工作得到國家自然科學基金、中科院青年創新促進會、安徽省重點研發計劃、合肥研究院院長基金等項目的支持。