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大连化物所突破质谱检测技术 大幅提升氯代烃检测灵敏度
2026年07月21日 13:22:36
来源：化工仪器网 点击量：4308
大连化物所研发空间限域光致彭宁电离质谱新技术，通过电极调控抑制背景干扰，大幅提升氯代烃检测灵敏度，可用于环境痕量污染物监测，该成果发表于《Analytical Chemistry》。
近日，中国科学院大连化学物理研究所花磊、李海洋研究员团队研发空间限域光致彭宁电离质谱新技术，有效解决传统光电离质谱背景离子干扰难题，大幅提升难电离氯代烃检测信号强度，检测灵敏度实现跨越式升级，相关成果发表于国际顶刊《Analytical Chemistry》。
截图来源：《Analytical Chemistry》
真空紫外光电离质谱广泛应用于环境监测、食品安全、化工在线分析等领域，轴向光路结构因光吸收路径更长，检测灵敏度优势突出，也是国产在线质谱主流设计。但该结构长期存在短板：紫外光照射腔体金属内壁会激发光电子，在射频电场下生成大量背景杂离子，抬高检测基线、影响定量稳定性，还会缩短检测器使用寿命，氘灯高亮度设备该问题尤为严重，难以实现超痕量污染物精准检测。
此前团队已证实射频电场可调控产生彭宁电离，拓宽质谱检测物质范围，自研轴向光电离质谱设备已落地能源、环境、生命科学多场景。但如何兼顾高灵敏度与低背景干扰，一直是制约仪器性能升级的核心痛点。
本次研究在离子传输通道增设可调节尺寸、位置的挡板电极，构建空间限域调控体系。测试数据显示，采用直径3mm、距取样锥5.4mm的挡板结构后，传输腔背景离子强度降至原来的1/506，仅保留0.2%基线干扰，同时三氯乙烯目标离子信号维持原有一半水平；在挡板电极施加适配射频电压后，电离模式切换为高效彭宁电离，相比传统单光子电离，氯代烃信号提升9倍，对比无挡板设备，目标物响应最高上涨126%，同步实现抑制杂离子、增强目标信号双重效果。
团队通过电场分布仿真、电子动能模拟探明技术机理：挡板电极阻挡紫外光外泄，重构腔体内部电场，让离子生成区域与离子高效传输区域精准重合，锁定彭宁电离发生区间，从源头减少无效杂离子，大幅提升离子利用率与仪器信噪比。该技术可检测电离能高于紫外光子能量的有机物质，对三氯乙烯、二氯乙烷等管控类氯代烃实现超痕量精准检测，完全满足大气微量VOC溯源、地下水痕量有机污染实时监测的严苛检测要求。
该电离源模块化挡板结构可直接适配现有国产真空紫外光电离飞行时间质谱，无需大幅改动整机真空、光路结构，产业化落地难度低。当下国内环境监测、化工园区泄漏检测、土壤筛查领域对超痕量快速质谱设备需求旺盛，这项核心电离技术升级，将有效提升国产在线分析仪器性能，加速高端质谱设备自主替代进程。
资料来源： 中国科学院大连化学物理研究所
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