单颗粒质谱仪：复合进样技术、高精度检测及多领域应用研究

一、监测指标

可实现挥发性有机物（VOCs）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）、氨气（NH₃）、甲烷（CH₄）等物质的检测分析。

二、设备简介

设备采用宽粒径范围空气动力学透镜进样系统，结合双步激光测径技术与集成激光诱导荧光检测模块。通过优化时序逻辑提升浓度适应性，搭载小型化高性能飞行时间质谱技术，集成脉冲延迟引出与高动态范围数据采集技术，有效提高质谱分辨率和信号动态范围，实现高灵敏度、高精度的定性检测。

三、产品原理

Bio-SPAMS 作为新一代单颗粒质谱仪，在环境检测与科学研究领域具有重要应用价值。其核心技术包括宽粒径范围空气动力学透镜进样系统、定量双步激光测径技术以及激光诱导荧光检测模块。整机采用小型集成化设计，满足在线车载、机载等移动快速检测需求。

四、技术特点

1. 复合进样技术：集成预聚焦、虚拟撞击、宽范围透镜等技术，提供大流量、宽粒径范围的进样方案，保障样品高效导入。

2. 双步激光测径：通过双步激光测径技术，实现进样颗粒空气动力学粒径信息的定量检测；优化时序逻辑设计，使仪器在高浓度样品下仍能稳定运行。

3. 荧光预筛选：内置激光诱导荧光检测模块，可对含荧光信息颗粒（如生物气溶胶）进行预筛选，仅对目标荧光颗粒进行质谱检测，提升检测针对性。

4. 高性能质谱系统：小型飞行时间质量分析器集成脉冲延迟引出技术与高动态范围数据采集技术，同步提升质谱分辨率和信号动态范围，增强定性检测能力。

五、技术优势

1. 灵活进样方案：通过配置不同孔径临界孔，支持两种检测模式：0.1L/min 流量可检测 0.15-5μm 粒径颗粒；0.5L/min 流量覆盖 0.3-9μm 粒径范围。

2. 全粒径高精度检测：可获取所有进样颗粒的空气动力学粒径信息，检测下限低至 0.15μm，粒径分辨率优于传统仪器。

3. 高浓度适应性：在 20,000 个 / 秒的高进样浓度下，仍能保证质谱检测稳定运行。

4. 靶向检测能力：支持粒径与荧光双重预筛选电离，适用于特定粒径范围和荧光特征颗粒物的监测，在复杂干扰环境下有效提升检测限。

5. 便携化设计：在保证检测性能前提下，优化设备体积，便于移动便携，可用于车载走航监测，同时减少实验室空间占用。

6. 快速响应：优化光学测径与电离时序，提高质谱检测速度，缩短特定颗粒物响应时间，增强走航监测中污染物浓度分布的时空分辨率。

六、适用环境

（1）环境检测领域

• 大气颗粒物来源解析

• 沙尘、雾霾等重污染天气形成机制研究

• 突发灾害事故大气污染源污染范围评估

• 大气化学过程研究

（2）卫生健康领域

• 生物预警预报

• 重大活动赛事卫生保障

七、配套软件

（1）实时在线源解析软件

具备实时处理和统计采集颗粒物粒径及质谱信息的能力，可快速完成颗粒物源解析分类，生成各类颗粒物随时间的数浓度变化曲线，并实现数据可视化展示与存储。支持自动生成日报、周报和月报。

（2）离线深度科研分析软件

支持最高千万量级超大数据量处理，集成 ART 神经元网络分类算法，实现快速分类，用户可自定义颗粒物类别。内置单谱质量校正功能，保障颗粒物化学组成定性分析的高精度。可快速生成多种分析图表，包括平均谱图、离子出峰比例图、颗粒数量时间序列图等，助力科研人员快速挖掘大气环境变化规律，加速科研成果产出。