近期，中國科學院合肥物質科學研究院醫學物理與技術中心光譜質譜研究室副研究員沈成銀等在有機物在線質譜檢測技術研究中取得進展，發展的雙極性質子轉移反應質譜(DP-PTR-MS)新技術，通過正負離子協同檢測，可提高有機物的鑒別能力。該研究工作以Detection of ketones by a novel technology: dipolar proton transfer reaction mass spectrometry (DP-PTR-MS) 為題發表在《美國質譜學會雜志》(Journal of the American Society for Mass Spectrometry，DOI: 10.1007/s13361-017-1638-7)上。
長期以來，以質子轉移反應質譜(PTR-MS)為代表的高端在線質譜技術，在環境、生物、醫療健康、公共安全等領域發揮著重要作用，為痕量揮發性有機物(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之間的質子轉移反應，將VOC轉化為[VOC+H]+，從而實現VOC的離子化和后續的質譜探測。由于PTR-MS中正的反應離子H3O+與無機物幾乎不發生反應，為此，光譜質譜研究室前期提出了質子提取反應質譜(PER-MS)技術，通過制備負的反應離子OH-，實現了有機物和無機物的同時測量。
光譜質譜研究室科研人員此次發展的雙極性質子轉移反應質譜(DP-PTR-MS)技術，質譜儀具有可切換的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轉化為正離子[M+H]+(荷質比為m+1)，PER-MS模式則將M轉化為負離子[M-H]-(荷質比為m-1)，通過兩種模式下正負離子荷質比這種獨特變化規律的相互佐證，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。
該項工作申請了發明專利，并得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目支持。
雙極性質子轉移反應質譜檢測有機物原理示意圖
