气液混合体系的电化学-质谱联用研究

Trace gas is an important factor of signal stability in the mass spectrometry. Therefore, conducting the research on trace gas and liquid samples in the mass spectrometry, and grasping the regular pattern of interaction are great significants to the development of electrochemical and mass spectrometry. We introduce an electrolytic cell in the injection system of mass spectrometry and construct the electrochemical-mass spectrometry instrument. Electrolytic cell of the instrument can controllable and quantitative produce the gas-liquid mixing samples, at the same time, electrospray ionization mass spectrometry can achieve real-time online monitoring of the samples. Thus, constructing the research platform of the electrochemical-mass spectrometry. The impact of gas content, type, mode of production, ionic strength and other parameters of the samples on the performance of mass spectrometry would be systematic studied in this study..Understanding influence of trace gas on the mass spectrometry and providing theoretical and experimental basis for establishing the method to detect trace gas in liquids using mass spectrometry.

质谱分析过程中痕量气体是影响检测信号稳定性的重要因素，因此，开展痕量气体对液体样品质谱行为的研究，掌握其相互作用规律，对电化学及质谱学的发展均具有重要意义。本项目通过电解电解介质溶液（水、甲醇水、电解质水溶液等），实现可控地定量制备气液混合样品，并采用电喷雾质谱技术对所制备的气液混合样品进行实时在线监测，从而构建电化学-质谱联用研究平台。本项研究将从气液混合样品中气体含量、种类、生产方式、介质种类及离子强度等参数对质谱性能的影响进行系统研究，可深入了解微量气体对质谱行为的作用规律，为提高质谱分析性能、开辟质谱检测液体中痕量气体方法提供理论和实验依据。

研究气液混合体系中分子的质谱行为对于提高质谱分析性能、发展新的质谱分析方法具有重要意义。本项目结合计划书内容和研究过程中的实际情况，主要从“电化学-质谱联用装置的构建及应用”和“气液混合体系中气体富集作用的质谱研究”两个方面开展了研究工作。在“电化学-质谱联用装置的构建及应用”方面，项目通过条件优化，成功搭建了一套电化学-质谱联用分析装置。在此基础上开发了金属材料表面有机组分和金属组分的直接分析，方法具有灵敏度高、分析速度快等优点，并已成功应用于贵金属首饰表面杂质金属的快速（5 min/样）、无损检测。与传统直接质谱分析技术主要用于有机分子的检测不同，该电化学-质谱联用技术可实现金属单质的直接质谱分析，解决了传统直接质谱技术在金属单质分析方面的难点，拓展了直接质谱分析应用范围；在“气液混合体系中气体富集作用的质谱分析”方面，项目采用离线和在线两种实验方法研究了气泡对液体中生化分子的富集及脱盐作用，系统考察了多种实验参数对富集效率的影响。实验结果发现气泡大小、气泡在液体中移动的路径长度、气泡种类等均会对富集效率产生影响。该气泡富集技术对多种有机物均有良好的富集效果，富集倍数R值一般为 10~100。而且由于气泡预处理技术对无机类物质没有富集作用，可分离复杂样品中的有机组分和无机组分，使其达到除盐或除有机杂质效果。采用该技术，已成功实现了氨基酸、蛋白质等多种生化分子的高灵敏检测。该方法具有无需复杂样品预处理、无化学试剂污染的特点，有望为复杂基质中生化分子分析提供一种新方法。