近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員花磊和研究員李海洋團隊利用自主研發的光電離飛行時間質譜，發現了氣壓驅動的光電子電離與光電子彭寧電離的切換新現象，提出了一種通過射頻電場的耦合和氣壓、載氣的調節，拓寬電離范圍和提升靈敏度的新方法。相關成果發表在《分析化學》上。
本研究發現，在耦合射頻電場的光電離源中，當氣壓從50Pa升高到500Pa時，隨著電子能量逐漸降低，光電子的貢獻從碰撞電離產生反應物離子，引發離子-分子反應，逐漸過渡到碰撞激發產生亞穩態原子/分子，進而引發彭寧電離。彭寧電離可以靈敏地將電離能高于光子能量的分析物電離，靈敏度與單光子電離相當，而對于電離能低于光子能量的分析物，例如甲苯等，靈敏度在單光子電離的基礎上提升超過5倍。團隊進一步研究了不同電離能分析物和不同激發能背景氣的混合氣體，揭示了亞穩態原子/分子對電離增強過程的貢獻，建立了電場和氣流場中的電子動能平衡方程，探究了電子能量分布與氣壓的關系，揭示了光電子電離與光電子彭寧電離切換的物理機制。
本研究為開發新的高選擇性和高靈敏的光電離源，以及理解其他放電電離源的電離機制提供了新思路。
相關論文信息： https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c00686
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