质谱直接嗅探气态物质

【作者】 谢素原； 陈淼淼； 苏海峰；

【机构】 固体表面物理化学国家重点实验室能源材料化学协同创新中心厦门大学化学化工学院化学系；

【摘要】 在我们生活的空间中,气态物质无处不在,以电子鼻技术为代表的传感器技术被广泛用来检测气态物质,可受传感器数量的限制,一般只能检测特定的几类物质。质谱技术可以克服电子鼻中检测器数量有限的缺点,成为检测气态物质的通用方法。不过传统检测态物质的质谱方法要么需要冗长的前处理过程,要么需要专业的质谱仪器或者离子源设备,这限制了质谱技术更好地应用于气态物质的检测。我们受动物嗅觉系统启发,以实验室通用的大气压电离质谱仪器为基础,通过对质谱进样系统进行简单的改造,提出了一种检测气态物质的质谱直接嗅探途径。我们已将该技术应用到大量实际样品的测试中,从化学试剂、污染物、咖啡、香水、中药、芳香植物等挥发出来的气态物质都能被一一检测,其中对于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的检测限为ppt级。利用这一方法,我们还测定了气态物质的动态扩散。例如,测定了烟雾的实时扩散,并且通过烟雾的质谱信号来分辨烟雾种类;我们还在线监测了植物"碰碰香"受到触碰后的香气挥发过程,以质谱信号记录了这一看不见摸不着的气味变化过程。利用采样点离气源越近,质谱信号强度越强的原理,我们提出了一种通过质谱进行气源定位的方法。实验中我们设计了均匀分布在三维空间的采样接口,依次记录各个采样接口的质谱数据,通过质谱数据的强度信息确定了单一或多个气味源的位置。我们以日常生活中常见的实例验证了质谱直接嗅探气态物质这一技术的实用性,今后,结合最新的质谱技术和机器人系统,该技术还将有可能在更广泛的领域展现出应用前景。更多还原